MPSoC性能估計技術(shù)研究.pdf

1、隨著嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用需求的不斷提高，MPSoC的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計規(guī)模變得愈加復(fù)雜與龐大，迫切需要快速、準確的性能評估技術(shù)。本文的研究工作從基于Simulink的MPSoC設(shè)計流程出發(fā)，對其相關(guān)研究領(lǐng)域進行探索，提出構(gòu)建了一套完整的MPSoC性能估計流程，并通過視頻應(yīng)用和測試基準對其予以驗證和評估。本文的研究工作主要分成以下四個方面逐步展開:
　?。ㄒ唬┗谄饰龊蜆俗⒓夹g(shù)，對簡單存儲架構(gòu)、面向多媒體應(yīng)用的MPSoC進行性能估計的方法和流

2、程。
　　當前的性能評估技術(shù)要么太慢、要么缺少準確性，本文首先提出了一個靜態(tài)分析和動態(tài)仿真相結(jié)合的方法解決這些問題。采用一個通用的覆蓋率分析工具GNU gcov，在本機模擬的仿真過程中剖析得到程序執(zhí)行的統(tǒng)計信息。通過正交分離計算和通信部分的估計，控制分析和仿真的復(fù)雜度。把虛擬體系架構(gòu)模型的計算部分的結(jié)果標注到傳輸精確模型中進行進一步的分析，支持MPSoC性能估計的逐層次完善。通過QVGA Motion-JPEG和MPEG2應(yīng)用的實

3、驗證明了本文提出方法的可行性和高效性。
　?。ǘ┟嫦騇PSoC性能估計的高速緩存建模技術(shù)
　　為了使性能估計結(jié)果足夠準確，必須考慮各系統(tǒng)組件的影響。其中，高速緩存尤為重要，對整個系統(tǒng)性能的影響很大。本文分析了現(xiàn)有的面向MPSoC性能評估的高速緩存建模技術(shù)的優(yōu)缺點，提出了一種用于本機模擬的、靜態(tài)分析和動態(tài)標注相結(jié)合的緩存建模技術(shù)。該技術(shù)采用GCC剖析，避免了命中判斷時的標簽比較，擴展了緩存更新的粒度，建立了準確的指令和各類型

4、變量在目標平臺的地址映射表，不僅提高了仿真速度，而且提高了評估的準確性。同時，該技術(shù)還支持對多級緩存的建模，擴展了對多處理器平臺的支持。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)的評估速度和準確性均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
　?。ㄈ┟嫦騇PSoC性能估計的全局共享存儲器建模技術(shù)
　　MPSoC的趨勢是集成更多的處理器，使得全局共享存儲器的競爭愈加嚴重，已成為大型應(yīng)用的性能瓶頸。為了結(jié)合動態(tài)仿真和靜態(tài)分析的優(yōu)勢，本文在本機模擬過程中利用GCC剖析工具來收集

5、執(zhí)行的信息，提出一個按訪問量均勻分布的全局存儲器訪問模型，在SystemC時序精確的仿真時造成競爭，得到全局存儲器競爭的延時，提供更精確的性能估計結(jié)果。
　?。ㄋ模﹤鬏斁_級MPSoC性能估計技術(shù)
　　本文把以上技術(shù)有機的結(jié)合起來，提出了一個在TA層進行MPSoC性能估計的方法和流程，使本文提出的性能估計技術(shù)適用于更廣闊的領(lǐng)域。實驗中把這些技術(shù)應(yīng)用于不同平臺配置下的H.264視頻解碼器應(yīng)用，結(jié)果表明，采用這些技術(shù)可以很明顯地