粗粒度可重構(gòu)流水線協(xié)處理器功耗估計(jì)方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，功耗已經(jīng)成為制約VLSI發(fā)展的主要因素。正確估計(jì)功耗可為功耗優(yōu)化提供依據(jù)，可避免在VLSI不同層次、不同設(shè)計(jì)階段，因功耗指標(biāo)達(dá)不要求而需要的昂貴的設(shè)計(jì)修改。因而，功耗評(píng)估技術(shù)得到快速發(fā)展，形成了以模擬法和概率法為評(píng)估依據(jù)的兩大類別。模擬法的優(yōu)點(diǎn)是精度較高，但收斂速度很慢，往往以犧牲時(shí)間為代價(jià)。概率法提高了運(yùn)算速度，但估計(jì)精度有不同程度的損失。后來出現(xiàn)的宏模型法以多元線性回歸預(yù)測(cè)模型理論為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用了模擬法和概率法

2、的功耗估計(jì)技術(shù)，具有精度和效率折中的優(yōu)勢(shì)，至今主要用于片上網(wǎng)絡(luò)和片內(nèi)存儲(chǔ)系統(tǒng)的功耗估計(jì)，仍處于發(fā)展階段。
　　本文結(jié)合粗粒度可重構(gòu)處理器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功耗分析需求，研究宏模型法在可重構(gòu)處理器功耗估計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)擴(kuò)展宏模型法的應(yīng)用范圍，探討粗粒度可重構(gòu)處理器功耗估計(jì)新方法具有較大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下：
　　一、結(jié)合粗粒度可重構(gòu)處理器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種基于宏功耗模型的可重構(gòu)協(xié)處理器功耗估計(jì)方法

3、。該模型由對(duì)可重構(gòu)協(xié)處理器功耗產(chǎn)生重要影響的變量以及反映變量對(duì)功耗影響程度的回歸系數(shù)組成。模型的變量分為結(jié)構(gòu)變量和應(yīng)用變量，分別根據(jù)可重構(gòu)協(xié)處理器體系結(jié)構(gòu)特征和應(yīng)用計(jì)算特征分析確定。模型的回歸系數(shù)可以通過對(duì)可重構(gòu)協(xié)處理器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行低層次的門級(jí)模擬分析確定。回歸驗(yàn)證結(jié)果證明宏功耗模型變量選擇的正確性。
　　二、構(gòu)建了一種采用多路選擇器的可重構(gòu)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的二元線性回歸宏功耗估計(jì)模型，該模型以對(duì)功耗產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)字位寬和開關(guān)活躍性為變量

4、，將電壓、電容、頻率、工藝參數(shù)等與電路功耗有關(guān)的因素，在仿真求解回歸系數(shù)時(shí)考慮。回歸驗(yàn)證結(jié)果表明，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)值與實(shí)際值誤差在10％以內(nèi)。宏模型方法用于可重構(gòu)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)功耗估計(jì)具有良好的可行性。
　　三、完成了用于骨傳導(dǎo)語音增強(qiáng)處理的粗粒度可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的應(yīng)用計(jì)算特征分析、硬件結(jié)構(gòu)RTL建模和配置信息生成，以及RTL模擬。利用綜合工具和后端工具完成了從RTL到GDSII的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，提取門級(jí)網(wǎng)表和翻轉(zhuǎn)率文件，為求解模型回歸系數(shù)奠