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可重构流水阵列系统的研究与实现

作　者: 韦星
导　师: 毛志刚
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 可重构阵列单指令流多数据流流水线异构处理单元
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文描述了一种基于可重构流水线阵列的系统—(RPAS-Reconfigurable Pipelined Array System),该阵列系统适用于大计算量的数字信号处理领域,比如视频编解码,通过AHB接口与ARM核进行通信,辅助处理器完成大规模的运算操作。本文描述了这一阵列系统的结构,RPAS结构拥有两个个突出优点:第一:阵列按列配置,每列的配置字对应流水线的某一级,对应流水线各级的配置字通过路由单元传输到指定的列里,通过控制路由单元就可以实现阵列的动态配置,相比较与主处理器控制逐列输入配置字的方式,配置字路由方式降低了主处理器的负荷。第二:根据对大量常见的数字信号处理算法的研究,阵列采用了简化的处理单元互联方式,以及对不同列采用异构的处理单元,降低了系统的面积与复杂度。最后介绍在H.264编解码过程中运行次数多,耗时长的2维DCT运算和求块的SAD值运算在RPAS中的映射与实现。仿真结果显示,RPAS能达到6倍以上于通用处理器的性能,并在运算实现复杂度与芯片面积之间,运算效率与系统通用性之间达到一个权衡。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章引言  11-20
  1.1 研究背景及意义  11
  1.2 多媒体计算特点及处理方式  11-13
  1.3 可重构计算技术基础  13-16
  1.4 可重构技术发展现状  16-18
  1.5 论文研究内容  18
  1.6 论文结构  18-20
第二章可重构计算技术综述  20-30
  2.1 可重构系统分类  20-25
    2.1.1 耦合方式  20-21
    2.1.2 粒度  21-22
    2.1.3 互联网络  22
    2.1.4 编程深度  22-23
    2.1.5 计算模型  23
    2.1.6 重构方式  23-25
  2.2 典型可重构系统  25-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章动态可重构流水计算系统研究与分析  30-46
  3.1 可重构系统特点  30
  3.2 动态可重构技术  30-32
  3.3 动态可重构系统的关键问题  32-33
  3.4 RPAS 可重构流水阵列系统解决问题对策  33-34
  3.5 RPAS 可重构流水阵列系统创新点分析  34-44
    3.5.1 采用路由方式传输配置字  34-37
    3.5.2 简化数据传输路由网络  37-39
    3.5.3 采用按列异构的处理单元  39-44
  3.6 本章小结  44-46
第四章 RPAS 可重构流水计算系统模型  46-54
  4.1 系统框架定义  46-47
  4.2 主处理器  47
  4.3 可重构处理单元阵列  47-48
  4.4 处理单元  48-50
    4.4.1 可重构流水阵列处理单元结构  48-49
    4.4.2 配置字编码方式及指令集  49-50
  4.5 数据路由互联单元  50-51
  4.6 配置字传输方式  51
  4.7 数据流传输方式  51-52
  4.8 本章小结  52-54
第五章算法映射及性能分析  54-58
  5.1 DCT 映射  54-55
  5.2 SAD 算法映射  55-56
  5.3 性能比较  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 本文的主要工作和创新点  58-59
  6.2 后续研究方向及改进  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  65-68
上海交通大学学位论文答辩决议书  68

可重构流水阵列系统的研究与实现

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