面向无线基带信号处理的加速器阵列单元设计

摘要

随着无线通信技术的不断发展,通信标准和协议频繁更新以满足人们对高速数据传输的需求。如今,多核DSP以其强大的处理能力和高度的灵活性,已经成为实现无线基带信号处理的主流解决方案之一。然而目前对于面向无线基带信号处理的多核DSP的研究,缺少标准的性能测试方法和评估程序集,而且需要进一步挖掘DSP性能。本文在自研 DSP的基础上,针对面向无线基带信号处理的DSP系统进行研究,旨在为其设计加速器阵列单元,为后续的深入研究提供一个测试和评估的基础平台。本文的研究主要分为两大部分:
　　一是在对当前常用无线基带信号处理的核心算法的复杂度进行调研的基础上,通过选取无线基带信号处理中的典型应用,设计并实现了一组基准程序测试集,用于评价面向无线基带信号处理的多核处理器的性能。同时,对该组基准程序测试集进行了并行化分析和计算复杂度分析,并在x86平台上进行测试,提供运行结果作为参考。
　　二是总结了国内外针对无线基带信号处理的解决方案,分析各种架构的特点和发展趋势。通过借鉴当前无线基带信号处理器的设计方案,基于对基准程序测试集的分析,提出面向无线基带信号处理的多核DSP和PE加速器阵列的混合架构。重点对加速器阵列单元PE的VLIW架构进行设计,在对基准程序测试集分析的基础上提出了专用指令的扩展,评估结果表明本文实现的PE能够基本满足目前无线通信的需求。

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

1.4论文章节安排

1.5本章小结

第二章 基准程序测试集

2.1需求分析

2.2无线基带信号处理中的算法分析

2.3基准程序测试集设计

2.4基准程序测试集实现与复杂度分析

2.5本章小结

第三章 总体架构设计

3.1处理器并行设计

3.2多核DSP的核间通信

3.3自研DSP简介

3.4面向无线基带信号处理的DSP架构设计

3.5本章小结

第四章 加速器阵列单元设计

4.1 VLIW结构设计原则

4.2 PE总体架构设计

4.3寄存器设计

4.4指令系统设计

4.5性能评估结果

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作

5.2后续研究工作

参考文献

致谢

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