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系统芯片中媒体增强数字信号处理器核设计研究

媒体系统芯片设计开发中的关键问题,就是如何最有效地利用硅片上可用的硬件资源,提供支持目标多媒体应用的单芯片高性加比解决方案。基于总线互连的由一个或多个指令集处理器核、一个或多个专用硬件IP核、一片或多片片上存储器构成的异质体系结构成为媒体系统芯片的合理选择。在国家863计划的支持下,我们开展了系统芯片中媒体增强的数字信号处理器核的设计研究,本文作为部分成果,着重探讨了处理器核指令集结构的媒体处理增强、处理器核微结构的设计和优化以及系统总线设计和媒体数据流调度的问题。在系统芯片中媒体数字信号处理器核的设计中,在分析媒体处理应用算法特点的基础上,本文提出对MIPS-Ⅰ指令体系相兼容的基本指令集结构进行媒体增强扩展,通过支持SIMD亚字并行操作、媒体专用指令和运算结果特殊处理等增强单发射结构处理器的媒体处理性能,借鉴Intel MMX/SSE/SSE2媒体扩展指令集的思想生成初始指令功能集合,通过与常用媒体处理核心算法的互动进一步优化  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于DSPs的媒体处理系统芯片设计研究

媒体处理系统芯片结构根据其实现方式的不同,可分为两种结构:专用集成电路媒体处理系统芯片和可编程媒体处理系统芯片。近年来,随着半导体技术和微处理器技术以及媒体处理算法(如音频、视频)不断地在发展,业界更倾向于采用基于DSP的媒体处理系统芯片结构,基于DSPs(集成多个DSP)的媒体处理系统芯片设计也成为了VLSI领域的研究热点。本文主要研究了基于DSPs的媒体系统芯片设计中几个关键问题:DSP结构、微结构设计,媒体系统芯片结构、任务调度策略设计。在过去的几年,浙江大学信息与电子工程学系SOC R&D小组研发了具有自主知识产权RISC/DSP结构MD32系列处理器的第一个成员:MediaDSP3201。事实上,DSP结构一直是在应用算法的驱动下发展的。在本文中,为进一步提高MediaDSP3201的媒体处理性能,根据媒体处理的算法特点,展开了MediaDSP3202的设计研究。MediaDSP3202继承了MediaDSP3201的...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

专用指令集处理器(ASIP)体系结构设计研究

专用指令集处理器(ASIP,Application Specific Instruction Set Processor)是一种新型的具有处理器结构的芯片,它为某个或某一类型应用而专门设计。通过权衡速度、功耗、成本、灵活性等多个方面的设计约束,设计者可以定制ASIP达到最好的平衡点,从而适应嵌入式系统的需要。因而ASIP在嵌入式领域具有良好的应用前景。ASIP设计需要面对多种类型的应用定制最优的体系结构,应用多样性和设计时效性是迫切需要解决的问题。然而,目前ASIP体系结构设计的研究大多在某个局部展开,难以提供一种具有易用性、快速性和可评估性的设计方法和环境。所以,本文在对具体的ASIP设计步骤和现有设计方法学进行分析的基础上,提出一种“描述-搜索-细化”的ASIP体系结构设计流程,研究了设计中体系结构描述、搜索与低功耗优化的问题,并依此实现完整的设计环境原型。主要研究归结为① 基于ASIP体系结构描述语言xpADL的软件工具生...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

动态翻译和优化若干关键技术研究

动态翻译技术是一种即时编译技术,它将针对源体系结构编译生成的源机器码动态翻译为可以在目的体系结构上运行的翻译码。动态优化技术是指在软件运行时获取动态信息并进行代码优化的技术。动态翻译及优化技术在动态二进制翻译系统、动态二进制优化系统和高级语言虚拟机中得到了广泛的应用和研究。这些技术对遗产代码移植、硬件设计、程序性能提高、网络应用、系统安全、并行编程模型等方面都有重要的意义。动态翻译及优化技术已经成为现代编译技术研究的热点之一。本论文着重研究提高动态翻译和优化系统性能的一系列技术。首先,本文在深入探讨了动态二进制翻译系统中影响性能的主要因素的基础上,提出了注解信息制导的翻译及优化方法,来结合传统编译器和动态二进制翻译和优化系统以提高二进制代码在计算机系统上的运行性能。然后,本文针对源体系结构中的SIMD指令集,分析了翻译SIMD指令集的技术难点,并提出了翻译SIMD指令的优化翻译方法。再后,本文转向对动态翻译实用程序的研究,并针对...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

《微处理机》2008年02期
微处理机

可重构指令集计算机综述

1可重构指令集计算机简介1.1定义可重构指令集计算机是可重构计算机的一个子集[2]。可重构指令集计算机是基于可重构的计算系统:一种依靠软件来改变硬件结构,以适应具体应用的平台[15]。计算机设计者通常面临的问题是要在速度和通用性之间寻找平衡,通用计算机面向通用应用领域设计,有很强的灵活性,但对某些特殊应用需求难以达到较高的性能;而专用集成电路ASIC是针对某些特殊的应用需求设计的,对于特定应用在性能方面得到了很大提高,但却无法处理特殊应用之外的其他一些任务[14]。可重构计算结合了两者的优点,将微处理器与可编程器件结合在一起,提高了性能也增强了灵活性,达到了软件的灵活以及硬件的优化。1.2体系结构及特点与大多数可重构计算体系相同,可重构指令集计算机的核心由微处理器核和可重构逻辑(或称可重构处理单元)构成。其中微处理器核主要控制和处理一些通用任务,可重构逻辑用于处理专用领域的计算任务。可重构指令集计算机最主要的特色在于它的指令集具...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国电力教育》2007年S1期
中国电力教育

基于虚指令集的指令集仿真器构建

仿真器是一种在宿主机上运行并能模拟目标系统体系结构行为的一种软件系统。它可以解释并执行目标体系结构上的可执行程序,同时也可以提供运行时的指令和事件相关纪录.以及目标体系结构的性能统计参数。仿真通常可以在四个层次上进行,从高到低依次为指令集层、组织层、寄存器传送层和逻辑层。指令集仿真是最高抽象层次的仿真,是在目标系统的指令集层(IS月.眺n屹石佣撇)上模拟目标机。指令集仿真器是进行系统体系结构设计与评估、系统软件设计与开发以及进行软、硬件协同开发的有利工具。1巧P芯片是当今使用最为广泛的数字芯片,许多系统中都会应用到它。因此在进行D巫,硬件以及相关系统的设计开发中,为了尽t减少设计错误,提高目标系统性能,同时也是为了可以先于硬件系统的实现而进行系统软件的研究,实现软、硬件协同开发的目的,笔者擂要墓于刀6P的指令集仿真器的帝助。然而,传统的指令集仿真器具有极大的目标依赖性。不同型号的刀6P芯片。由于指令集的不同,其适用的仿真器也不同...  (本文共3页) 阅读全文>>

《南京邮电大学学报(自然科学版)》2006年04期
南京邮电大学学报(自然科学版)

80486极小指令集及其构造性证明

1引言指令集是计算机系统结构中最具全局影响的部分。一部计算机的指令集的确定直接决定了该机器的运算器的规模与构成。仅从功能角度分析可以看出,实现计算机所有功能并不一定需要使用指令集中的所有指令,换句话说,有些指令的功能可以用其它指令进行程序设计来实现。20世纪80年代提出的RISC(精简指令集计算机)思想[1]提倡简单的系统结构,其要点之一就是用程序设计中具有基本功能的指令组成指令集,并在硬件设计时尽可能地减少指令的操作时间,从而提高系统性能。RISC思想在实践中取得了巨大的成功,即使是在外部支持属CISC(复杂指令集计算机)思想的80X86指令集的P6系列处理器,它在内部也使用RISC结构,并设计硬件把80X86指令集转换为RISC指令集的微操作[2]。嵌入式应用注重的是成本和功耗,所以在设计嵌入式处理器时,仅选择一些必要的指令[2]。由此可见,计算机具有哪些最基本的计算行为是理论研究和计算机工程设计中的一个重要的、基本的问题。...  (本文共8页) 阅读全文>>