Методики перенацілюваної генерації коду для мікропроцесорних архітектур з нерегулярним довгим командним словом

Real_update 5 31 5 31 5 28 5 28 0 9, 7 0 9, 7

N_real_updates 16 79 1006 8068 10 36 406 2605 37, 5 54, 4 59, 6 67, 7

Complex_update 18 149 18 132 10 92 10 84 44, 4 38, 2 44, 4 36, 3

Complex_updates 31 224 2110 21864 19 95 811 8316 38, 7 57, 5 61, 5 61, 9

Dot_product 20 102 31 175 8 29 8 51 60 71, 5 74, 1 70, 8

FIR 20 148 91 968 11 38 20 276 45 74, 3 78 71, 4

Convolution 18 103 126 760 10 24 19 71 44, 4 76, 7 84, 9 90, 6

Matrix 44 265 11618 102964 20 61 1844 6253 54, 5 76, 9 84, 1 93, 9

Matrix_1x3 32 158 137 912 13 43 37 247 59, 3 72, 7 72, 9 72, 9

FIR2DIM 63 387 12147 19194 21 61 2906 2919 66, 6 84, 2 76 84, 7

IIR_one_biquad 23 189 23 181 12 135 12 118 47, 8 28, 5 47, 8 34, 8

IIR_n_biquad 26 343 211 2669 17 139 80 842 34, 6 59, 4 62 68, 4

LMS 30 243 111 1832 20 62 35 213 33, 3 74, 4 68, 4 88, 3

FFT 54 817 2271 55555 33 144 1178 7827 38, 9 82, 3 48, 1 85, 9

 

Так як обидва МП орієнтовані на цифрову обробку сигналів, типові завдання, такі як фільтрація і множення матриць, оптимізуються найліпше при застосуванні експертних знань, і різниця в ефективності при компіляції таких програм може досягати від 50 до 300%. Результати тестування добре показують переваги інтелектуалізованої генерації коду.

 

 

У дисертаційній роботі досліджено питання підвищення ефективності програмного забезпечення для новітніх мікропроцесорів шляхом розробки ефективного перенацілюваного компілятора для мікропроцесорів з нерегулярним довгим командним словом. Для вирішення цієї проблеми було:

1. Досліджено формальні моделі цільової архітектури мікропроцесора, внутрішнього подання програм, експертних продукцій, оптимізуючих графових продукцій для проведення перенацілюваної оптимізуючої компіляції.

2. На основі створених моделей удосконалено методики та алгоритми побудови розкладу команд та метод розподілу регістрів на базі перетину графу потоку даних програми для використання у компіляторах для новітніх мікропроцесорів, які відрізняються великою ємністю регістрового файла та великим ступенем скалярного паралелізму.

3. Створено методики використання аналізу коду та ітеративної генерації коду, які поліпшують характеристики генерації коду для циклічних конструкцій.

4. Виконано удосконалення методу програмної конвеєризації EPS, що дозволяє визначати придатність конкретної апаратної платформи для виконання певних алгоритмів.

5. Для опису апаратної платформи та експертних знань розроблена мова на базі тегової моделі мови розмітки XML, так як властивості мов опису гіпертексту дозволяють природно подавати ієрархічні дані.

За результатами досліджень побудовано прототип перенацілюваного компілятора НВРК 2 для мікропроцесорів ADSP-2106х SHARC та Л1879ВМ1. Розроблений компілятор може використовуватися для оптимізованої генерації коду для процесорів цифрової обробки сигналів та мікропроцесорів з архітектурою з нерегулярним довгим командним словом.

 

 

1. Дорошенко А. Ю., Куйвашев Д. В. Архiтектура модульного крос-компiлятора для мiкропроцесорiв з дуже довгим командним словом // Проблемы программирования. – 2000. – № 3-4. – С. 122-134. (Дисертантом розроблено основні положення для побудови архітектури перенацілюваного компілятора.)

2. Дорошенко А. Ю., Куйвашев Д. В. Iнтелектуалiзацiя векторизуючих компiляторiв для мiкропроцесорiв з довгим командним словом // Проблемы программирования. – 2001. – №1-2. – С. 138-151. (Дисертантом розроблено систему налагоджень та описів для перенацілюваного компілятора для провадження інтелектуалізованої генерації коду, формалізовано описи цільової архітектури обчислювальної системи.)

3. Куйвашев Д. В. Ефективність проекцій алгоритмів на архітектури процесорів цифрової обробки сигналів з довгим командним словом // Проблемы программирования. – 2001. – №3-4. – С. 174-188.

4. Казимир В. В., Куйвашев Д. В. Використання мови програмування Форт як засобу реалізації динамічної системи керування // Управляющие системы и машины. – 1999. – №6. – С. 49-55. (Дисертантом розроблено засади організації динамічної системи керування на основі мереж Петрі для вбудованих систем, процедури якої необхідно обробляти оптимізуючим компілятором для досягнення ефективної роботи системи.)

5. Казимир В. В., Куйвашев Д. В. Компонентна система побудови системи Форт для завдань керування. // Вісн. Чернігівського. держ. технол. ун-ту. – 2000. – №10. – С. 177-182. (Дисертантом запропоновано використання операційної системи реального часу на базі мови програмування Форт, з вбудованим оптимізуючим компілятором та іншим системним програмним забезпеченням.)

6. Дорошенко А. Ю., Куйвашев Д. В. Інтелектуалізація перенацілюваної оптимізуючої компіляції для мікропроцесорів цифрової обробки сигналів. // Проблемы программирования: Материалы 3-й междунар. науч. -практ. конф. по программированию. -- 2002. – №1-2. – С. 477-488. (Дисертантом запропоновано використання ієрархічних графових моделей програми у перенацілюваних