面向通信應用的可重構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通路設計與優(yōu)化.pdf

1、隨著微電子、計算機等技術的飛速發(fā)展，通信應用已經(jīng)成為未來信息網(wǎng)絡不可或缺的一部分，粗粒度可重構(gòu)架構(gòu)兼具靈活性和高效性，是實現(xiàn)下一代通信基帶信號處理技術的理想硬件平臺。然而，隨著可重構(gòu)系統(tǒng)計算資源的增多和數(shù)據(jù)量的增加，片上緩存面積、數(shù)據(jù)訪存控制的復雜度以及加載延時也相應增加。如果不能為計算資源提供足夠的片上數(shù)據(jù)帶寬，系統(tǒng)的計算并行度和能效比仍然無法提升。因此，設計高效的數(shù)據(jù)流管理方案，尤其是在不明顯增加片上數(shù)據(jù)緩存的硬件開銷的前提下，為可

2、重構(gòu)陣列提供足夠的數(shù)據(jù)帶寬，對提高可重構(gòu)系統(tǒng)性能十分重要。
　　本文針對可重構(gòu)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通路子系統(tǒng)低帶寬利用率引起的數(shù)據(jù)傳輸時間過長的問題展開了以下幾項工作:(1)分析了MIMO-OFDM系統(tǒng)的通信基帶信號處理過程，提取了通信基帶信號處理的核心算法，并總結(jié)出核心算法數(shù)據(jù)訪存的三大特性:數(shù)據(jù)訪存并行性、數(shù)據(jù)訪存局部性和訪存模態(tài)多樣性;(2)針對可重構(gòu)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)訪存沖突嚴重以及訪存效率低下等問題，本文對片上共享緩存結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，設計

3、了自適應區(qū)域模式匹配的并行共享緩存結(jié)構(gòu)和多模態(tài)數(shù)據(jù)重構(gòu)存儲結(jié)構(gòu);(3)以前述優(yōu)化后的共享緩存結(jié)構(gòu)為基礎，本文提出了基于數(shù)據(jù)生命周期的動態(tài)數(shù)據(jù)重構(gòu)策略，對片上共享緩存結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)進行動態(tài)分配，并設計了可重構(gòu)地址產(chǎn)生單元，產(chǎn)生四種不同模式的地址序列，動態(tài)調(diào)整片上共享緩存結(jié)構(gòu)的工作模式，從而有效地提高了可重構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪存性能。
　　為了驗證上述可重構(gòu)數(shù)據(jù)通路優(yōu)化方案的優(yōu)化效果，本文對數(shù)據(jù)通路子系統(tǒng)進行了RTL模型仿真驗證。實驗結(jié)果表明