文档介绍：㈣鉴渊密级:——编号:——分类号:——基于的可重构处理单元结构研究与设计工学硕士学位论文硕士研究生指导教师学科、专业所在单位论文提交日期:学位授予单位:顾国昌教授计算机应用技术计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学学位级别论文答辩日期:陆志坚工学硕士年日、,一!襘海!:
摘要的可重构互联网络,完成了以流水线为核心的可重构处理单元的结构在以移动通信、数字视音频等为代表的新一代应用中,对电子计算设备的速度和性能指标,以及成本和灵活性等方面的需求急剧膨胀。传统的以通用砥魑:诵牡娜砑扑惴绞剑蛘咭訟4淼挠布葱蟹绞骄开发成本极高,应用面窄。通用性与计算性能之间的矛盾日显尖锐,迫切需要一种革命性的计算技术。可重构计算率且恢址浅7仙鲜鲂枨蟮募扑惴绞健可重构计算将通用階挠诺憬岷显谝黄穑染哂蠥母咝本文在对可重构计算技术、数字信号处理技术研究的基础上,深入分析了数字信号处理领域中一些典型算法的运算结构及功能,总结出适用于不同算法现,而基于旋转结构的惴ǎ梢砸隒惴ㄒ砸莆患拥姆绞嚼实现。在对基于旋转结构的惴ǖ难芯抗讨校芙岢稣饫嗨惴ń峁怪械共同部分,并在此基础上设计一种统一的可重构计算模块,以及连接这些模块设计,最终实现了在同一结构中映射不同算法的目的。关键词:数字信号处理;可重构计算;可重构处理单元;无法同时满足上述要求。通用娜砑写矸绞剿淙痪哂泻芮康氖视性,却严重限制了性能的提升。另一方面,可以达到很高的性能,但是能和高可靠性,又具有通用砥鞯慕细叩牧榛钚院涂杀喑坦δ埽芄患顾实际应用中诸多方面的需求,将成为一种主流的计算模式。的硬件结构特征。基于卷积类型的惴ㄊ视糜贛结构的砥魇哈尔滨稃大学硕十学何论文
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雠翌哈尔滨工程大学学位论文原创性声明日期:伽孑年拢日下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到作者┳:
第绪论课题背景自世纪年代以来,随着计算机和信息学科的飞速发展,数,技术应运而生并迅速发技术的支持。传统上实现数字信号处理的途径主要有两种:姆绞健U攵蕴囟ǖ募扑闳挝裆杓谱ㄓ玫募傻缏罚酝耆件的方式来实现计算任务。这种方法的优点是由于为特定计算任务专门设计,因而能够做到设计精确,可得到很高的运算速度及效率,设计的约束基本上是在物理层次的实现上【俊H钡闶枪δ艿ヒ唬榛钚琍。采用类似腞芄梗芍少一个快速阵列乘法器和一个扩展字宽的累加器构成。由于数字信号速度⋯。处理器的功能可抽象为一指令集,选择其中的指令依某种算法构成一个新的指令序列:就完成了特定计算任务的软件。这种处理器的灵活性主要体现在软件容易更改以及对各种算法的处理和复杂算法的实现上,而系统硬件本身无法改变。采用软件实现惴ǖ姆椒ǎ7⒅芷诒冉隙蹋惴ǖ囊浦残度为代价换束的,在同样的物理条件下,的计算性能远低于字信号处理展⋯。数字信号处理技术已经被应用在很多领域,包括数据压缩、调制解调、差错检测、滤波、视音频处理、雷达、声纳等都离不开一种是采用专用集成电路差,只能针对某一特定的算法,要想实现不同的算法必须重新设计电路,研发周期长,成本高。另一种是利用软件可编程数字信号处理器处理算法的乘累加瓵琈怂愣际欠浅C芗模通过多级流水架构可以获得仅受阵列乘法器的速度限制的和灵活性比较好,而的软件可编程性是以牺牲系统的性能和速哈尔滨搜妒:论文
的另一个问题在于它所遵循的设计原则一大概率事件优先原则【。即着重改进最经常性事件的处理性能,这种原则是以降低普遍性为代价的。因此对于某些计算,性能大受影响。以上方法代表了两种极端的计算手段,方法具有较高的性能和较低的灵活性,具有较高的灵活性和较低的性能。而实际的应用既要求较高的计算性能,又需要一定的灵活性。例如,多媒体应用中包括数据并行处理、高精度字操作、位处理、不规则计算、具有实时要求的操作等子任务【浚G蟠硐低衬芄涣榛畹卮砩鲜龈鞲子任务并达到一定的性能。许多其他的应用也具有类似的需求,如数据加密、人工智能等。通用性与计算性能两种需求之间的矛盾日趋紧张,需要新的体系结构来更好的满足这两种需求。可重构计算是近几年发展起来的可以满足以上需求的方法。目前可分为两种实现方式:一种是主处理器和可编程逻辑器件岷希涣硪恢质强杀喑搪呒骷階岷稀前一种是在可编程器件技术发展成熟的基础上产生的。可编程器的可编程器件公司如,等都相继推出了这一类产品,在一些τ昧煊蛳允境隽撕芮康男阅芴嵘饔谩5钦庵滞ㄓ玫目显的不足:由于是一种细粒度的可编程逻辑器件,其实现的运算