检索结果-内蒙古大学图书馆

国防科技大学学报 2012年第6期34卷 46-53页

作者：杨子煜赵鹏王大伟李思昆国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

针对已有工作面向粗粒度可重构结构(CGRA)研究循环映射的不足,提出一种新颖的存储感知的关键循环映射方法 MALP。该方法定义RCP_CGRA体系结构模型并阐述关键循环到CGRA的映射问题,通过引入结合数组分簇的多面体数据域划分方法进行循环... 详细信息

针对已有工作面向粗粒度可重构结构(CGRA)研究循环映射的不足,提出一种新颖的存储感知的关键循环映射方法 MALP。该方法定义RCP_CGRA体系结构模型并阐述关键循环到CGRA的映射问题,通过引入结合数组分簇的多面体数据域划分方法进行循环存储分析,根据分析结果,结合体系结构资源约束实现了循环的有效映射。实验结果表明,与已有的方法相比,MALP方法能够快速分析存储需求并有效降低循环映射的资源占用率,提高数据吞吐量,进一步提升了CGRA上循环映射的性能。

关键词：循环映射存储感知粗粒度可重构体系结构数据密集型应用

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核心循环到粗粒度可重构体系结构的流水化映射

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计算机学报 2009年第6期32卷 1089-1099页

作者：王大伟窦勇李思昆国防科学技术大学计算机学院软件所长沙410073

粗粒度可重构体系结构为数据密集型应用提供了灵活性和高效的解决方法,而应用中的核心循环消耗了程序的大量执行时间,满足核心循环在CGRAs上实现的性能/开销的严格约束仍旧是个重大难题.针对已有工作在研究映射核心循环到CGRAs上的不足... 详细信息

粗粒度可重构体系结构为数据密集型应用提供了灵活性和高效的解决方法,而应用中的核心循环消耗了程序的大量执行时间,满足核心循环在CGRAs上实现的性能/开销的严格约束仍旧是个重大难题.针对已有工作在研究映射核心循环到CGRAs上的不足,文中提出一种新颖的核心循环自动流水映射到粗粒度可重构体系结构上的方法.文中形式化了核心循环到CGRAs的流水映射问题,阐述了CGRAs的资源共享和流水方法,定义了其循环自流水CGRAs体系结构模板,并给出核心循环流水映射方法.实验结果表明,与已有的先进的方法相比,文中方法的资源占用率降低16.3%、吞吐量提高169.1%.

关键词：可重构计算粗粒度可重构体系结构数据密集型应用循环自流水

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粗粒度可重构体系结构的应用映射和建模研究

粗粒度可重构体系结构的应用映射和建模研究

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作者：潘鹏电子科技大学

学位级别：硕士

可重构体系结构作为一种并行体系结构,由于同时兼具通用处理器的灵活性和专用集成电路的高效性,被视为解决应用加速的高性能方案而备受关注。传统的细粒度可重构体系结构(FGRA)如FPGA,用于实现计算密集型应用时,存在着资源开销大、功耗... 详细信息

可重构体系结构作为一种并行体系结构,由于同时兼具通用处理器的灵活性和专用集成电路的高效性,被视为解决应用加速的高性能方案而备受关注。传统的细粒度可重构体系结构(FGRA)如FPGA,用于实现计算密集型应用时,存在着资源开销大、功耗高的缺点。相比于FGRA,采用粗粒度可重构体系结构(CGRA)实现字节级操作的算法,可获得更快的运算速度以及更少的功耗和资源开销,更能满足数据密集型应用算法的实现需求。在设计CGRA的过程中,由于需要实现应用领域中的一组算法,增加了设计空间搜索的复杂度,使得CGRA的性能不仅取决于体系结构,也取决于应用的映射策略,优化应用的映射是提高性能的关键之一。此外,为了能在CGRA的设计初期进行结构探索和映射策略评估,需要搭建评估设计方案的仿真模型。因此本文将对CGRA中的应用映射和建模进行深入的研究,主要包括以下内容: 首先,介绍了CGRA的应用映射和建模的研究现状和研究意义,在总结CGRA的结构特点的基础上,分析了当前CGRA应用映射和建模的难点。其次,在CGRA的应用映射方面,针对当前映射算法的缺陷提出了一种基于模调度的映射算法,该算法能够适用多种二维阵列结构的CGRA,同时能够有效地降低存储器访问冲突问题。再次,在CGRA的建模方面,提出了一种面向应用映射的层次化模型架构,利用SystemC的事务级建模机制,实现各层模型的搭建。最后,利用搭建的CGRA模型对提出的映射算法进行仿真实验,验证CGRA模型的功能,通过具体应用算法的仿真实验对映射算法进行系统地评估。

关键词：粗粒度可重构体系结构映射算法事务级建模 SystemC

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粗粒度可重构体系结构下的存储感知循环映射

粗粒度可重构体系结构下的存储感知循环映射

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第十七届全国计算机辅助设计与图形学学术会议(CAD/CG’ 2012)暨第九届全国智能CAD与数字娱乐学术会议(CID’ 2012)

作者：杨子煜王大伟赵鹏李思昆国防科学技术大学计算机学院湖南长沙 410073

粗粒度可重构体系结构(CGRAs)已被广泛地用于加速多媒体程序等数据密集型应用.在满足CGRAs的计算和存储约束的前提下,在对循环进行映射的过程中考虑数据的映射问题,是改善CGRAs加速性能的有效途径.本文面向CGRAs上的关键循环映射,提出了... 详细信息

粗粒度可重构体系结构(CGRAs)已被广泛地用于加速多媒体程序等数据密集型应用.在满足CGRAs的计算和存储约束的前提下,在对循环进行映射的过程中考虑数据的映射问题,是改善CGRAs加速性能的有效途径.本文面向CGRAs上的关键循环映射,提出了RCP CGRA体系结构模型用于阐述从关键循环到CGRAs的映射问题.根据循环存储需求分析结果,提出一种存储感知的关键循环流水映射方法MALP,分别进行数据映射和计算映射.实验结果表明,与已有的方法相比,MALP方法能够快速分析存储需求并有效降低循环映射时的资源占用率,提高数据吞吐量,进一步提升了CGRAs上循环流水映射的性能.

关键词：存储感知循环映射粗粒度可重构体系结构数据吞吐量

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面向粗粒度可重构体系结构的端推理算法高效实现技术

面向粗粒度可重构体系结构的端推理算法高效实现技术

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作者：刘卫恒军事科学院

学位级别：硕士

随着深度学习技术和物联网的快速发展,在端侧部署深度学习模型的需求正在迅速增加。端侧计算平台通常受到计算、带宽、存储和功耗等方面的资源限制,因此,在端侧实现模型推理需要充分考虑模型推理的计算特征和瓶颈,以最大限度地利用端侧... 详细信息

随着深度学习技术和物联网的快速发展,在端侧部署深度学习模型的需求正在迅速增加。端侧计算平台通常受到计算、带宽、存储和功耗等方面的资源限制,因此,在端侧实现模型推理需要充分考虑模型推理的计算特征和瓶颈,以最大限度地利用端侧计算平台提供的资源。粗粒度可重构体系结构是一种新兴的计算平台,以高效的计算能力、低功耗以及领域定制的灵活性而备受关注。研究人员正在积极探索如何将这种体系结构应用于端侧计算场景,其中包括端侧模型推理。然而,目前的相关研究仍处于初探阶段,需要解决许多关键问题,如端侧模型推理的特征分析、将端侧模型映射到粗粒度可重构阵列的方法、以及在端侧模型推理场景下进行粗粒度可重构架构设计等。本文对这些问题进行了深入研究,主要工作和创新点如下所述:(1)分析总结端侧模型推理的特征、瓶颈。端侧模型推理是深度学习领域的重要研究方向之一,本文对典型深度学习模型的底层机制进行了详尽分析。对模型推理的时间复杂度进行评估,以便确定推理过程中的计算开销;对空间复杂度进行研究,以确定模型所需的内存资源;以及对模型在端计算系统下可能遇到的瓶颈进行了分析。这些分析为优化端侧模型推理性能提供了重要的参考依据,为端侧模型推理应用映射方法以及架构设计奠定基础。(2)提出面向CGRA的端侧模型推理应用映射方法,并通过实验证明方法的有效性。这一映射技术综合考虑了端侧推理算法的特点以及CGRA架构的领域定制灵活性,旨在更加高效地利用CGRA所提供的丰富的片上计算资源和路由资源。与现有的应用映射方法相比,本文提出的专用映射方法能够提供至少3倍的性能提升,并更充分地利用了CGRA的计算资源。这进一步证明了我们提出的映射方法的有效性。这一研究有助于优化端侧模型推理在CGRA上的执行效率,提高端侧计算平台的计算性能。(3)基于端侧模型推理的特征、瓶颈,提出基于CGRA的端侧模型推理加速器设计。该加速器的设计考虑了端侧场景中能量、带宽、计算资源受限的特点。8x8的CGRA可提供64GFLOPS的峰值计算性能,支持快速的端侧模型推理任务。在同现有设计的比较中,本文设计可提供近似于ASIC的计算性能,同时保持一定的灵活性,且功耗接近现有低功耗设计。这意味着该设计能够在端侧深度学习模型推理场景下,以高计算效率、高能量效率的方式执行计算任务,满足当前对于端侧计算平台的需求。最后,本文进行了总结,并提出了进一步的研究工作方向。

关键词：粗粒度可重构体系结构端侧模型推理应用映射方法领域定制加速器设计模型推理特征分析

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基于循环流水化的粗粒度可重构体系结构研究

基于循环流水化的粗粒度可重构体系结构研究

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作者：邬贵明国防科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,可重构处理器在加速多媒体应用方面显得越来越重要,越来越多的粗粒度可重构体系结构被提了出来,主要原因在于其同时综合了ASIC和通用处理器的优点。然而,当前的体系结构并没有完全结合程序的特征,处理单元和网络结构较为复杂。... 详细信息

近年来,可重构处理器在加速多媒体应用方面显得越来越重要,越来越多的粗粒度可重构体系结构被提了出来,主要原因在于其同时综合了ASIC和通用处理器的优点。然而,当前的体系结构并没有完全结合程序的特征,处理单元和网络结构较为复杂。本文试图研究一种有着简单的处理单元和网络结构并能通过重构机制达到结构与运算的最优结合的粗粒度可重构体系结构。本文首先介绍了LEAP体系结构,这种结构基于循环流水化的执行方式,其本质上是一个加速核心循环执行的数据驱动的体系结构,它拥有可重构处理单元阵列和可重构局部数据存储器。这个结构的目标是把高级语言程序直接映射到处理单元阵列上,通过操作在阵列结构上的分布,处理单元阵列能够有效且自动地完成循环的计算任务。 LEAP体系结构有许多重要的特点:它提供了循环自动流水化的执行机制,提供了不影响性能的快速重构机制;为了达到循环流水化,在处理单元中设计了一种带有FIFO的数据驱动ALU;针对不同应用特点进行存储调度,可以使局部存储器的带宽能够得到充分利用并使性能达到最优;通过计算和数据传递重叠执行隐藏数据传递时间。本文为了说明LEAP体系结构的有效性和优越性,列举了一些算法在LEAP结构上的映射并作了性能分析。我们在Altera FPGA EP1S80F1508C6上实现了其两种原型系统,主机通过PCI总线和原型通讯,所有测试都能正确执行,性能明显高于DSP芯片和普通微处理器。

关键词： LEAP 粗粒度可重构体系结构循环自动流水化 FPGA

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基于粗粒度可重构体系结构映射的Petri网时延特性分析

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盐城工学院学报(自然科学版) 2024年第3期37卷 51-58页

作者：方冉陈乃金安徽工商职业学院应用工程学院安徽合肥231131 安徽工程大学计算机与信息学院安徽芜湖241000

针对多约束下粗粒度可重构计算阵列数据流图的映射问题,进行了时间Petri网的分析与建模,并提出了宽度映射和宽度贪心映射两种算法;基于一组实验基准和随机选取的处理单元阵列PEA4×4和PEA5×5对这两种算法进行测试。结果表明,... 详细信息

针对多约束下粗粒度可重构计算阵列数据流图的映射问题,进行了时间Petri网的分析与建模,并提出了宽度映射和宽度贪心映射两种算法;基于一组实验基准和随机选取的处理单元阵列PEA4×4和PEA5×5对这两种算法进行测试。结果表明,相比于宽度映射算法,宽度贪心映射算法在映射块数、执行时延、输入输出访存成本等方面均获得了优化,平均总时延降低了24.5%。

关键词： Petri网时延特性分析粗粒度可重构体系结构映射

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面向粗粒度可重构体系结构的核心循环流水化映射

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高性能计算技术 2009年第1期 27-31页

作者：王大伟窦勇李思昆国防科学技术大学计算机学院长沙410073

针对已有工作在研究映射核心循环到CGRAs上的不足,本文形式化了核心循环到CGRAs的流水映射问题,给出了核心循环流水映射方法.实验结果表明,与已有的先进的方法相比,本文方法的资源占用率降低了16.3%,吞吐量提高了169.1%.

关键词：可重构计算粗粒度可重构体系结构数据密集型应用循环自流水

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核心循环到粗粒度可重构体系结构的流水化映射

核心循环到粗粒度可重构体系结构的流水化映射

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2008中国计算机大会

作者：王大伟窦勇李思昆国防科学技术大学计算机学院长沙 410073

粗粒度可重构体系结构为数据密集型应用提供了灵活性和高效的解决方法,而应用中的核心循环消耗了程序的大量执行时间,满足核心循环在CGRAs上实现的性能／开销的严格约束仍旧是个重大难题。针对已有工作在研究映射核心循环到CGRAs上的不... 详细信息

粗粒度可重构体系结构为数据密集型应用提供了灵活性和高效的解决方法,而应用中的核心循环消耗了程序的大量执行时间,满足核心循环在CGRAs上实现的性能／开销的严格约束仍旧是个重大难题。针对已有工作在研究映射核心循环到CGRAs上的不足,本文提出一种新颖的核心循环自动流水映射到粗粒度可重构体系结构上的方法。首先,本文形式化了核心循环到CGRAs的流水映射问题,阐述了CGRAs的资源共享和流水方法,定义了其循环自流水CGRAs体系结构模板,并给出核心循环流水映射方法。实验结果表明,与已有的先进的方法相比,我们的方法的资源占用率降低16．3％,吞吐量提高169．1％。

关键词：可重构计算粗粒度可重构体系结构数据密集型应用流水化映射

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不跨层行操作并行RCA互连时延性能评估

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2017年第4期50卷 429-436页

作者：陈乃金冯志勇天津大学计算机科学与技术学院天津300072 安徽工程大学计算机与信息学院芜湖241000

针对三类行并行重构单元阵列互连时延性能评估问题,提出了一种通过节点映射和运行机制来评测互连时延的方法,基于前驱回溯不加旁节点不跨层时域映射算法,对点到点、路由传输、行列总线等互连RCA进行了时延分析和计算.实验结果表明,与路... 详细信息

针对三类行并行重构单元阵列互连时延性能评估问题,提出了一种通过节点映射和运行机制来评测互连时延的方法,基于前驱回溯不加旁节点不跨层时域映射算法,对点到点、路由传输、行列总线等互连RCA进行了时延分析和计算.实验结果表明,与路由传输和行列总线互连相比,点到点互连在最大不跨层互连、不跨层累加互连、考虑互连执行总时延等方面均是最小的,从而表明了点到点重构单元阵列的互连时延优于路由器传输和行列总线互连.

关键词：互连模式粗粒度可重构体系结构点到点互连路由传输互连行列总线互连

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