文档介绍：合肥工业大学
硕士学位论文
高密度计算与多核系统设计技术研究
姓名:肖福明
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:高明伦;宋宇鲲
20100401
高密度计算与多核系统设计技术研究摘要计算,单处理器系统已不能满足人们的要求。伴随着集成电路工艺技术的发展,首先,本文设计并实现了基于芟呒芄苟嗪讼低称教ǎ氐悴隽俗线架构中的各个子模块的设计。其次,以矩阵运算为例对高密度计算进行了一些研究,探索不同工作负载、基于芟呒芄沟亩嗪讼低尘哂杏乓斓募铀俦刃阅堋系统中的实现与优化问题进行了探索。直接将一个复杂计算问题在低中实现并不能达到理想的效果,必须根据硬件及算法特征,对算法进行优化,关键字:呙芏燃扑悖珹,加速比,随着人们对计算机产品性能的要求越来越高,特别是对于工程上的高密度多核技术已成为下一代集成电路设计的趋势。其中,如何提高多个核之间的通讯效率成为片上多处理器系统..。设计的关键。在中小规模的多核系统设计中,多以总线架构作为其片上通讯架构。传统的总线架构无法满足并行通讯的要求,随着处理器数目的增多,通讯效率更是随着降低,进而成为制约整体性能提升的瓶颈。本文在渡杓撇⑹迪至基于芟咝榈耐ㄑ都芄梗诙訟总线通讯架构研究的基础上,对多核系统进行高密度计算的潜能进行了挖掘,并对如何发挥多核系统的并行性以及系统优化等问题进行了一些基础性的探索。论文的主要工作如下:通讯架构对多核系统性能的影响。大量的实验结果表明,在中小规模的设计中,最后,论文以视频解码为实际应用案例,就复杂计算问题在使负载均衡才能发挥多核并行计算的优势。
—,瑂猵甤,琧甀甇琾甤甌猚,.—一甀琲篗,—珹,.’...,琣瑆,瑃,瑆琫,瓵,.痶
插图目录图写数据通道互连框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图同构多核与异构多核⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图湫偷腘结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图车淖芟咝投嗪私峁埂弧图基于芟叩亩嗪私峁埂图暮薓系统平台⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图本地子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图总线的基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图乱序传输示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯信息结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图词莼チ峁箍蛲肌图籰由璞付潦萃ǖ揽刂谱刺总线结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.的互连结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图固定优先级⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图仲裁器优先权轮转示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图仲裁器实现的伪码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图写地址通道多路选择器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图译码器实现伪码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图总线桥结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一..图主设备地址通道控制状态机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图挝穹峙浞绞揭皇疽馔肌图挝穹峙浞绞蕉疽馔肌图街秩挝穹峙浞绞较戮卣笄竽娴闹葱械闹芷谑图街秩挝穹峙浞绞较戮卣笄竽嬷葱械募铀俦取图卣罅魉朔ㄍㄑ妒疽馔肌图煌卣笫笛榈募铀俦取图煌墓辜芟轮葱芯卣蟪朔ㄐ枰5闹芷谑四核图止辜芟滤暮薓执行矩阵乘法的加速比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.芄瓜轮葱胁煌木卣蟪朔ǖ募铀俦八核图三种构架下八核葱维矩阵乘法的加速比⋯⋯⋯⋯⋯⋯图三种构架下八核葱维矩阵乘法的加速比⋯⋯⋯⋯⋯.图执行不同的维数矩阵乘法时处理器的效率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯∥..视频解码流程⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图稚璺绞健解码的硬件平台框图⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯在惺笛榻峁!图
图礁鲆晃琁流水结构框图⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图
表吹刂吠ǖ佬藕拧表词萃ǖ佬藕拧ā表聪煊νǖ佬藕拧表凸慕涌谛藕拧āā階的差异⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯表格清单表处理器系列型号表暮薓的资源利用表撕薓的资源利用表鞲鲎尤挝裰葱兄芷谑罢加帽嚷表呕昂笮阅芏哉毡硪—
学位论文作糍:街冬峨求签字嗍年月日分月学位论文版权使用授权书独创性声明一砖金丝』些厶堂本学位论文作者完全了解金起王些太堂有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权金壁』些盔堂可签字目期:电话:本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证二砖而使用过的材料。与我一同:鹤鞯耐径员狙芯克龅娜魏喂毕拙言诼畚闹凶髁嗣魅返乃得鞑⒈硎拘灰狻以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者毕业斤去向:工作单位:通讯地址:导师签