動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)及其循環(huán)計(jì)算的位寬管理方法研究.pdf

1、近年來，隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用映射問題逐漸成為國際上計(jì)算系統(tǒng)研究中的一個(gè)新熱點(diǎn)。可重構(gòu)計(jì)算是一種介于微處理器計(jì)算和ASIC計(jì)算之間的新的計(jì)算模式，其既具有軟件系統(tǒng)的靈活性，又具有硬件系統(tǒng)的高性能。采用動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)性能，減少應(yīng)用所需芯片資源和功耗的目的。本文著重研究了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其循環(huán)計(jì)算的動(dòng)態(tài)位寬管理方法。 在動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)研究方面，本文首先討論了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)計(jì)算的概

2、念和特點(diǎn)，以及FPGA用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征。其次，討論了在Xilinx的Virtex系列FPGA上利用JBits開發(fā)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)、編程模型和詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程。最后，通過構(gòu)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)累加乘循環(huán)計(jì)算的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)，以驗(yàn)證基于JBits的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其優(yōu)越性。 在動(dòng)態(tài)可重構(gòu)環(huán)境中循環(huán)計(jì)算的位寬管理方面，本文討論了循環(huán)計(jì)算位寬變化的理論分析方法，改進(jìn)了位寬變化的運(yùn)行時(shí)分析方法，提出并實(shí)

3、現(xiàn)了基于遺傳算法的動(dòng)態(tài)位寬管理調(diào)度算法。本文組合了這些部分構(gòu)建了1個(gè)循環(huán)計(jì)算的動(dòng)態(tài)位寬管理框架，以實(shí)現(xiàn)對(duì)上面設(shè)計(jì)的累加乘循環(huán)計(jì)算的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的位寬優(yōu)化。 本文對(duì)上述研究進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)在解決數(shù)據(jù)密集型計(jì)算方面有其特有的優(yōu)勢(shì)，而基于JBits的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可降低系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜性，加速系統(tǒng)的開發(fā)。而本文提出的循環(huán)計(jì)算動(dòng)態(tài)位寬管理框架，尤其是基于遺傳算法的動(dòng)態(tài)位寬管理方法，減少了所消