魂芯DSP軟件流水框架的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、魂芯DSP(BWDSP)是一款采用分簇體系結(jié)構(gòu)，支持超長指令字運(yùn)行，通過在同一時(shí)鐘周期發(fā)射多條指令的數(shù)字信號(hào)處理器。分簇結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提高了指令的并行性，同時(shí)保證體系結(jié)構(gòu)上不會(huì)有太高的硬件代價(jià)。本文以中電38所自主研制的魂芯DSP(BWDSP)編譯系統(tǒng)中的后端軟件流水優(yōu)化為研究課題。本文的主要工作有以下幾點(diǎn):
　　(1)本文首先論述了自主研發(fā)的魂芯DSP的主體框架結(jié)構(gòu)，即其硬件架構(gòu)和指令系統(tǒng)。同時(shí)介紹了BWDSP平臺(tái)上的Open64編

2、譯器，從Open64編譯器的整體編譯框架角度，詳細(xì)描述編譯器支持的中間語言結(jié)構(gòu)以及后端中間代碼表示。
　　(2)軟件流水優(yōu)化技術(shù)是編譯器后端一項(xiàng)重要的優(yōu)化技術(shù)，對(duì)于具有循環(huán)的程序提高性能有著重要意義。軟件流水的主要思想是挖掘循環(huán)迭代之間不同指令的并行性。通過對(duì)指令的重疊執(zhí)行，充分利用平臺(tái)中的硬件資源，提高程序的運(yùn)行效率。
　　本文的主要工作是在BWDSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)軟件流水優(yōu)化技術(shù)，采用經(jīng)典的軟件流水實(shí)現(xiàn)方法模調(diào)度框架。通過對(duì)

3、模調(diào)度框架的分析，實(shí)現(xiàn)了模調(diào)度框架在BWDSP分簇結(jié)構(gòu)上的移植。在實(shí)現(xiàn)模調(diào)度軟件流水移植于BWDSP平臺(tái)的基礎(chǔ)上，本文還提出了一種激進(jìn)的軟件流水調(diào)度框架，改變了以往具有依賴環(huán)及歸約變量的循環(huán)體無法進(jìn)行軟件流水的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了該種循環(huán)體在BWDSP平臺(tái)的軟件流水。通過典型的算法核心測(cè)試，實(shí)驗(yàn)證明，該框架能夠使更多類型的循環(huán)實(shí)現(xiàn)軟件流水。
　　(3)在基于軟件流水，循環(huán)展開，SIMD等優(yōu)化思想的指導(dǎo)下，同時(shí)結(jié)合BWDSP體系結(jié)構(gòu)中的指令