单芯片多处理器关键技术的研究与实现
| 摘要 | 第1-13页 |
| Abstract | 第13-15页 |
| 第1章 绪论 | 第15-27页 |
| §1.1 VLSI工艺发展及对微处理器的影响 | 第15-16页 |
| §1.2 微处理器体系结构的发展趋势 | 第16-24页 |
| ·传统体系结构概况和局限 | 第16-19页 |
| ·微处理器体系结构的研究进展 | 第19-23页 |
| ·线程级前瞻执行技术 | 第23-24页 |
| §1.3 本文的工作 | 第24-26页 |
| §1.4 本文的结构 | 第26-27页 |
| 第2章 SWT处理器结构 | 第27-37页 |
| §2.1 SWT结构概述 | 第27-28页 |
| §2.2 SWT中的线程和硬件支持 | 第28-29页 |
| ·SWT中的线程 | 第28-29页 |
| ·数据相关性和硬件支持 | 第29页 |
| §2.3 SWT的执行模式 | 第29-33页 |
| ·线程前瞻级别 | 第29-30页 |
| ·运行机制和执行状态分析 | 第30-33页 |
| §2.4 执行示例及关键问题分析 | 第33-36页 |
| ·执行示例及分析 | 第33-35页 |
| ·影响性能的三大核心问题 | 第35-36页 |
| §2.5 小结 | 第36-37页 |
| 第3章 线程划分和优化方法 | 第37-58页 |
| §3.1 线程划分的关键问题 | 第37-40页 |
| ·线程划分与线程级前瞻执行 | 第37-38页 |
| ·线程划分的现状和不足 | 第38-39页 |
| ·线程划分的关键问题和支持技术 | 第39-40页 |
| §3.2 线程体积和相关性的量化评估 | 第40-45页 |
| ·线程定义和表示方法 | 第40-41页 |
| ·线程动态体积的评估——路径分析 | 第41-44页 |
| ·线程间数据相关性的评估 | 第44-45页 |
| §3.3 线程划分算法 | 第45-54页 |
| ·编译优化和划分原则 | 第45-46页 |
| ·基于半序关系的结构分析 | 第46-49页 |
| ·线程划分的基本流程 | 第49-51页 |
| ·线程划分后优化 | 第51-54页 |
| §3.4 算法性能分析 | 第54-57页 |
| ·复杂性分析 | 第54-55页 |
| ·划分过程分析 | 第55-56页 |
| ·整体性能分析 | 第56-57页 |
| ·适用性分析 | 第57页 |
| §3.5 小结 | 第57-58页 |
| 第4章 数据相关性解决方法——双环结构 | 第58-78页 |
| §4.1 数据相关性问题概述 | 第58-62页 |
| ·传统的cache一致性及解决方法 | 第58-59页 |
| ·SCMP结构下的新特点 | 第59-60页 |
| ·线程级前瞻执行和线程间的数据相关性 | 第60-62页 |
| §4.2 基于双环结构的数据相关性解决方法 | 第62-65页 |
| ·支持线程级前瞻的数据相关性模型 | 第62-64页 |
| ·基本思想 | 第64页 |
| ·工作过程 | 第64-65页 |
| §4.3 双环结构的硬件设计 | 第65-73页 |
| ·记录线程前瞻状态——cache的标志位扩展 | 第65-67页 |
| ·基于双环结构的数据相关性维护通路 | 第67-71页 |
| ·数据Cache控制流程的变化 | 第71-73页 |
| ·存在问题及解决策略 | 第73页 |
| §4.4 性能分析 | 第73-76页 |
| ·相关研究的缺陷分析 | 第73-74页 |
| ·双环结构的有效性分析 | 第74-75页 |
| ·性能评估 | 第75-76页 |
| §4.5 小结 | 第76-78页 |
| 第5章 支持线程级前瞻的线程控制 | 第78-89页 |
| §5.1 线程控制概述 | 第78-80页 |
| ·线程控制的概念 | 第78-79页 |
| ·线程执行分析 | 第79-80页 |
| §5.2 线程控制的设计 | 第80-83页 |
| ·线程的创建和结束 | 第80-81页 |
| ·线程级前瞻执行控制 | 第81-82页 |
| ·SWT中的线程控制器 | 第82-83页 |
| §5.3 线程间寄存器通信 | 第83-86页 |
| ·SWT的基本传送机制 | 第83-84页 |
| ·最终拷贝问题 | 第84-85页 |
| ·存在弊端和优化设计 | 第85-86页 |
| §5.4 线程控制的流程分析和性能测试 | 第86-87页 |
| ·流程分析 | 第86页 |
| ·性能测试 | 第86-87页 |
| §5.5 小结 | 第87-89页 |
| 第6章 原型系统指令集和汇编器设计 | 第89-96页 |
| §6.1 原型系统基本指令集 | 第89-90页 |
| ·寻址方式 | 第89-90页 |
| ·指令格式 | 第90页 |
| §6.2 面向SWT的指令集扩展 | 第90-93页 |
| ·扩展指令描述 | 第90-91页 |
| ·指令编码 | 第91-93页 |
| §6.3 汇编器设计 | 第93-95页 |
| ·词法分析 | 第93-94页 |
| ·语法分析 | 第94-95页 |
| §6.4 小结 | 第95-96页 |
| 第7章 原型系统硬件结构的设计与实现 | 第96-108页 |
| §7.1 SWT的处理器核 | 第96-99页 |
| ·处理器核的流水线结构 | 第96-97页 |
| ·全局指示寄存器和线程控制单元 | 第97-99页 |
| §7.2 存储系统设计 | 第99-103页 |
| ·Cache设计 | 第99-101页 |
| ·总线仲裁器设计 | 第101-102页 |
| ·存储接口单元 | 第102-103页 |
| §7.3 中断处理 | 第103-104页 |
| §7.4 硬件仿真平台和模拟环境 | 第104-107页 |
| ·硬件仿真平台 | 第104-106页 |
| ·模拟环境及流程综述 | 第106-107页 |
| §7.5 小结 | 第107-108页 |
| 第8章 结束语 | 第108-111页 |
| §8.1 本文的主要工作与创新 | 第108-109页 |
| §8.2 未来的研究方向 | 第109-111页 |
| 致谢 | 第111-112页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第112-113页 |
| 攻读博士学位期间申请和获得的专利 | 第113-114页 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 | 第114-115页 |
| 参考文献 | 第115-121页 |
