《基於可程式數據流計算的粗粒度可重構SoC設計方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由李思昆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於可程式數據流計算的粗粒度可重構SoC設計方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李思昆
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對目前面向領域套用的粗粒度可重構SoC的可重構結構設計探索空間過大、硬體資源利用率較低、編譯映射最佳化困難，導致領域套用效能不高的問題，以實現粗粒度可重構SoC領域套用的高效能為目標，結合密碼信息處理領域套用需求，研究探討基於數據流計算與指令流計算特徵有機結合的可程式數據流計算模型設計粗粒度可重構結構的新方法，並設計一種新穎的可支持多種主流密碼處理算法高效處理的粗粒度可重構結構；研究探討基於結構數據流描述語言中間表示和可重構硬體資源虛擬化、層次式粗粒度可重構編譯映射生成與最佳化新方法，並設計一種可對多種主流密碼處理程式實現高效編譯映射生成的新機制。本項目的研究成果，可為研製新一代粗粒度可重構密碼處理SoC晶片及其軟體平台奠定技術基礎，對推動我國面向領域套用的高效能粗粒度可重構SoC設計方法的發展，具有重要理論意義和實際套用價值。
結題摘要
三年來，本項目重點在面向領域套用（密碼處理、DSP）粗粒度可重構體系結構及其編譯最佳化方法方面開展研究工作。 所取得的主要研究成果： (1).提出了一種可程式數據流體系結構計算模型，該模型具有同時長時間配置與細粒度控制的特點；並提出基於可程式數據流計算的體系結構框架 ProDFA；(2).提出一種基於 ProDFA 的分組密碼算法可重構 SoC 及其同步映射方法， 該結構綜合多種分組密碼算法的計算特點進行流水化結構設計，映射過程包括數據流圖提取、自動同步數據流轉換和配置生成； (3).提出了一種面向領域套用的 ProDFA 功能單元定製設計方法，該方法採用改進的快速最大有效子圖枚舉算法 MVSE 和啟發式子圖搜尋與確認算法，並對確認的候選子圖進行分組和聚類操作，最後生成候選功能子圖； (4).提出一種基於多面體模型的可程式數據流循環映射最佳化方法，該方法通過引入多面體模型對循環進行精確的相關性分析和特徵提取，選擇循環轉換方法，挖掘循環轉換最優序列，並在此基礎上對關鍵循環執行循環仿射最佳化；(5).提出一種套用定製的可重構體系結構框架 ASRA， ASRA 採用分簇式 VLIW 結構，將套用定製的可重構功能單元陣列緊密耦合在指令流水線中。通過在基本處理器上加入套用定製的硬體功能單元及相應的擴展指令，實現對目標套用中計算核心的加速； (6).提出一種關鍵循環到粗粒度可重構結構的存儲感知的並行任務生成方法，該方法利用靜態程式特徵分析技術獲取的關鍵循環特徵信息，對循環中的多維數組分簇進行建模，引入多面體理論分析關鍵循環的存儲需求，構建存儲感知的 CGRA 映射目標函式來判斷關鍵循環映射效果。(7).提出一種面向粗粒度可重構結構的套用映射數據並行最佳化方法，該方法構建多個可重構數據流水線以最大化程度開發套用並行性， 通過發掘循環疊代數據重用的存儲體衝突消除算法與數據重組方法減少該存衝突； (8).提出一種面向安全散列算法的公總計算模式， 並設計安全散列算法套用定製的可重構體系結構； (9).提出一種面向領域的套用定製可重構流水線 ACRP 及其編譯方法,ACRP 由簡單處理單元構成的可重構流水線上共享套用定製功能單元組成， 通過同時挖掘定製單元、流水線、數據三個層次的並行性進行加速。
