多簇VLIW DSP向量化相关编译技术研究

【摘要】BWDSP是一款高性能数字信号处理器,采用超长指令字(VetyLongInstructionWord,VILW)和单指令多数据流(SingleInstructionMultipleData,SIMD)体系结构。较通用处理器而言,VLIW将指令调度的工作交由编译器处理,对编译器提出了更多的要求,并且BWDSP本身提供了大量特殊指令,通用编译器无法合成这些特殊指令。本文的主要工作是将Open64重定向到BWDSP目标体系结构,然后在此基础上,结合目标体系结构的特性提出了基于存储位置的向量化算法和基于whirl树的向量化算法,以及特殊指令的合成算法框架。基于存储位置的向量化算法借助编译制导在前端将可合成向量化的循环进行标示,经过预处理、代码移动后合成向量化指令,然后对向量化指令调用支持向量化的分簇算法和支持向量化的寄存器分配算法,并在指令链上插入必要的簇间传输指令。最后的评估结果表明该算法对于计算密集型的程序有很大的性能提升。Open64中间表示whirl具有清晰的树形结构,所以基于whirl树的向量化算法另辟蹊径,在中层whirl上对whirl树进行变换,加入向量化指令信息。该算法针对嵌套循环的最内层循环,进过预分析、特殊的向量化处理、预处理、SIMD指令合成、SIMD归约处理、SIMD后续处理等步骤,最终合成BWDSP体系结构中特殊的向量化指令。在基于whirl树的向量化算法的基础上,本文还提出了针对BWDSP的特殊指令的合成算法框架。特殊指令合成算法框架首先对特殊指令进行建模,分析出合理匹配指令的whirl树框架,在机器描述以及whirl语言中增加关于特殊指令的操作码和操作符信息,最终对whirl树进行匹配,将符合匹配框架的whirl树替换为新生成的包含特殊指令操作符的whirlnode,达到合成特殊指令的效果。该算法框架已经在MIN、MAX指令的合成中得到了初步的验证。
【作者】徐华叶；
【导师】郑启龙；
【作者基本信息】中国科学技术大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】超长指令字；单指令多数据流；编译优化技术；向量化；特殊指令合成；

【参考文献】
[1]董雪源,王晓茹,童晓阳,黄飞,王睿.流控传输协议在广域后备保护信息传输中的应用[J].电力系统自动化,2012,22:89-94.
[2]张晓芳.北京和香港服务贸易竞争力比较研究[D].北京第二外国语学院,国际贸易学,2014,硕士.
[3]苗立刚.基于最近邻链的车牌检测算法[J].自动化学报,2011,10:1272-1279.
[4]赖海超.认知无线电动态资源分配技术研究与实现[D].杭州电子科技大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[5]朱一.互联网环境下的文字作品版权保护制度考察[D].兰州大学,法律,2012,硕士.
[6]蒋云飞.我国海岛开发进程中海岛与陆域联动发展策略研究[D].华东师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[7]信红强,侯新刚,韩修训.低维MoS_2混合纳米片的发光特性[J].发光学报,2015,04:419-423.
[8]史清录,孙大刚,林慕义,吴士刚,唐耀平.新型推土机车架强度分析[J].农业机械学报.2004(06)
[9]吴悦彤.新型固载化离子液体的制备、表征及应用研究[D].华东师范大学,物理化学,2013,硕士.
[10]高頔.基于微拉曼光谱技术的全场力学测量及数据处理技术研究[D].天津大学,固体力学,2013,硕士.
[11]廖明.大悬臂箱梁预制拼装技术研究[D].华中科技大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[12]胡蓉华.白介素-1β及黏附分子在急性白血病中的表达及意义[D].山西医科大学,血液病学,2003,硕士.
[13]黄韡.碳纤维增强石膏复合材料的制备及其性能研究[D].武汉纺织大学,物理化学,2014,硕士.
[14]李伟,贾其娜,赵广超.石墨烯复合材料固相微萃取涂层的制备及其对水样中六六六残留的测定[J].分析测试学报,2011,07:734-738.
[15]梁怡佳.印尼语与汉语语音对比研究[D].湖南师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[16]万百五.辨识应用上的新成果第五届国际辨识和系统参数估计会议部分论文简介[J].自动化学报,1981,01:69-76.
[17]付建辉.基于OAIS模型的数字档案系统之间互动研究[J].兰台世界,2014,S4:81-82.
[18]许晨.企业员工培训管理系统[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[19]郑汉青,蔡幸生.铁路高等教育面临的挑战与对策[J].高等工程教育研究.1993(01)
[20]姚立强.临策铁路戈壁段不同路基断面形式气流速度场特征[D].内蒙古农业大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[21]陶丹丹.土地整理项目综合效益评价研究[D].江西农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[22]刘永鑫.北斗导航卫星接收机射频前端的研究与设计[D].中国科学院研究生院（国家授时中心）,电子与通信工程,2013,硕士.
[23]李国玉.论铁凝小说审美品格的演变[D].湖南师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[24]鄢凡.pp碰撞产生大横动量强子的次领头阶pQCD分析[D].华中师范大学,理论物理,2013,硕士.
[25]周洁.初中生生物学概念形成思维过程的个案研究[D].首都师范大学,学科教学,2013,硕士.
[26]董士璇.基于系统动力学的绿色建筑规模化推进研究[D].北京交通大学,2015.
[27]王蒙.肺癌靶向治疗后的中医证候分析[D].北京中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[28]徐玮.自拟通肺平哮汤加减治疗支气管哮喘急性发作期（热哮证）的临床疗效观察[D].湖北中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[29]周广胜.未来全球环境变化与可持续发展[J].植物生态学报,2000,02:257.
[30]王涛.基于层级标签的社会标注模型研究[D].大连理工大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[31]赵莉莉.汉维缩略语的类型及其翻译[D].新疆师范大学,中国少数民族语言文学（专业学位）,2013,硕士.
[32]王志勇,郭创新,曹一家.基于模糊粗糙集和神经网络的短期负荷预测方法[J].中国电机工程学报,2005,19:7-11.
[33]陈菡.面向保险企业的MIS报表系统设计与实现[D].复旦大学,软件工程,2012,硕士.
[34]张国丽.创业板产权交易中的资产评估问题研究[D].首都经济贸易大学,财政学,2013,硕士.
[35]陆玉兰.苏州伟创力公司库存管理研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[36]杜金润.发展与调整：1952-1965年内蒙古高等教育研究[D].内蒙古大学,中国近现代史,2014,硕士.
[37]周梦瑶.论对外汉语教学中的使令类兼语句[D].山东师范大学,对外汉语教学,2013,硕士.
[38]任中保.2012年中国高技术发展综述[J].科技促进发展,2013,02:18-27.
[39]李嘉瑞.董必武对中国革命的杰出贡献研究[D].南昌大学,中共党史,2012,硕士.
[40]赵宇.海蒿子多糖的提取、分离纯化及结构研究[D].青岛大学,应用化学,2004,硕士.
[41]郭军.基于角色的访问控制分级授权管理的研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[42]陈彦安.石灰岩地区3个特有属蕨类植物的系统学研究[D].广西师范大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[43]卫永发.论著作权强制许可制度[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[44]杨爽.ESA教学模式在大学预科班英语教学中的应用[D].渤海大学,课程与教学论,2014,硕士.
[45]曹树星.大体积混凝土早期水化热温度场有限元分析[D].西南大学,农业生物环境与能源工程,2013,硕士.
[46]记者邹仪通讯员刘大志.永州经开区加快培育5大产业[N].湖南日报,2014-07-01007.
[47]杨永磊.互联网端端路径延迟状态特征分析[D].国防科学技术大学,计算机技术,2013,硕士.
[48]任颖.岩性指数在油气勘探中的应用[J].石油地球物理勘探,1997,S1:59-65+193.
[49]王敏.固相萃取技术和高效液相色谱串联质谱联用在茶叶中农药残留检测中的应用[D].安徽大学,分析化学,2013,硕士.
[50]肖宏,王洪刚.斜坡软土路基上桩板结构地震响应分析[J].土木工程学报,2014,S1:293-300.