CoRP:一种可重构处理器的编译器的设计与实现

摘要

本文在现有可重构处理器ESL模型的基础上，提出了为可重构处理器设计一个编译器—CoRP(Compiler of Reconfigurable Processor)。CoRP以带有编译指示的串行C代码作为输入，并以并行计算的可重构处理器的机器码作为输出。得到高级语言的支持后，可重构处理器才有了更好的实用性。本文对编译器的可重定向性和优化算法的接口也提出了新的思路。对数字信号处理应用的仿真结果显示，经过CoRP翻译的代码的性能接近于需要花费大量精力手动配置的最理想代码的性能，极大地优于完全串行执行的代码的性能。本文的创新点和重点主要表现在以下三个方面：1.采用编译指示和kernel库结合的方法解决了可重构够处理器GRCC的可重构性和并行性对其编译器提出的要求。其中可重构性要求编译器生成的目标机器指令需要包括控制指令和配置指令两部分；而并行性要求编译器能够协调高级语言的串行性和GRCC的并行之间匹配问题。编译指示和kernel库结合同时解决了这两个问题。2.提出了优化接口，使得优化算法之间相互独立，便于对优化遍链的调整。并且针对GRCC特定体系结构，提出并实现了基于编译指示和kernel库结合方法的kernel排序优化算法，提升了系统性能。3.编译器的可重定向性是本课题第三个创新点，即CoRP需要方便地实现对不同目标机器的支持。符合正在研究中的可重构处理器种类繁多，结构经常变化的特点。本文提出了目标机器接口实现了CoRP的可重定向性。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 可重构处理器简介

1.3 可重构处理器的编译器设计

1.3.1 编译器设计总体方案

1.3.2 编译器前端析选

1.3.3 常用术语概念

1.4 论文立意与主要工作

1.5 论文组织结构

1.6 本章小结

第二章 目标机器代码描述

2.1 GRCC 结构

2.2 GRCC 指令描述

2.2.1 重构指令

2.2.2 控制指令

2.3 本章小结

第三章 CoRP 结构设计

3.1 编译前端

3.1.1 SUIF2 的主要特征

3.1.2 SUIF2 结构

3.1.3 SUIF2 中间表示

3.1.4 新的遍的添加

3.1.5 pass 和动态链接库

3.1.6 SUIF 树的访问

3.2 编译后端

3.2.1 代码生成

3.2.2 代码优化

3.3 汇编器

3.3.1 重构指令汇编器

3.3.2 控制指令汇编器

3.4 本章小结

第四章 实验结果与分析

4.1 编译器性能比较测试

4.1.1 测试程序设计

4.1.2 实验分析

4.2 视频编解码应用演示

4.2.1 测试程序设计

4.2.2 实验分析

4.3 本章小结

第五章 总结和展望

5.1 主要工作与创新点

5.2 后续研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表或录用的学术论文