检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机学报 2007年第1期30卷 68-73页

作者：张福新章隆兵胡伟武中国科学院计算技术研究所系统结构重点实验室北京100080

现代高性能通用处理器的设计越来越复杂,模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大.龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器.最早开发的龙芯2号的模拟器ICT-Godson是信号级模拟器,它模拟了处理器的所有细节,十分准确,... 详细信息

现代高性能通用处理器的设计越来越复杂,模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大.龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器.最早开发的龙芯2号的模拟器ICT-Godson是信号级模拟器,它模拟了处理器的所有细节,十分准确,但速度和灵活性有较大限制.文章基于SimpleScalar工具集,设计并实现了龙芯2号的模拟器***-Godson具有高速度和高灵活性的优点,且准确性也很高.在3.0GHz的Pentium4微机上,Sim-Godson速度约为500K指令/s.大部份测试程序在Sim-Godson上的IPC(Instruction PerCycle)与ICT-Godson相差不到5%,达到了很高的准确性.Sim-Godson在龙芯2号的性能分析工作中发挥了重要作用.

关键词：模拟器龙芯2号处理器 SimpleScalar 通用处理器高性能处理器

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龙芯2号处理器设计和性能分析

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计算机研究与发展 2006年第6期43卷 959-966页

作者：胡伟武张福新李祖松中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080

介绍龙芯2号处理器设计及其性能测试结果．龙芯2号采用四发射超标量超流水结构。片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB．为了充分发挥流水线的效率，龙芯2号实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度等... 详细信息

介绍龙芯2号处理器设计及其性能测试结果．龙芯2号采用四发射超标量超流水结构。片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB．为了充分发挥流水线的效率，龙芯2号实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度等乱序执行技术以及非阻塞的Cache访问和load Speculation等动态存储访问机制．龙芯2号处理器采用0．18gm的CMOS工艺实现，在正常电压下的最高工作频率为500MHz，500MHz时的实测功耗为3～5W．龙芯2号单精度峰值浮点运算速度为20亿a／秒，双精度浮点运算速度为10亿a／秒，SPECCPU2000的实测性能是龙芯1号的8～10倍，综合性能已经达到PentiumⅢ的水平．目前芯片样机能流畅运行完整的64位中文Linux操作系统，全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和OpenOffice办公套件，可以满足绝大多数桌面应用的要求．

关键词：超标量流水线乱序执行转移猜测寄存器重命名动态调度非阻塞的cache load指令猜测执行性能分析

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一种高性能北桥芯片的设计及性能分析

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计算机研究与发展 2007年第9期44卷 1501-1509页

作者：曾洪博胡明昌李文蔡飞唐志敏中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080

计算机系统整体性能的提高不仅仅依赖于处理器计算能力的提升也需要高性能芯片组的有力支持.芯片组承担着CPU和外围设备通信的重任,而且目前大多数系统中采用把内存控制器集成在北桥中的方法,这更加突出了北桥在访存性能以至于在整个系... 详细信息

计算机系统整体性能的提高不仅仅依赖于处理器计算能力的提升也需要高性能芯片组的有力支持.芯片组承担着CPU和外围设备通信的重任,而且目前大多数系统中采用把内存控制器集成在北桥中的方法,这更加突出了北桥在访存性能以至于在整个系统中的关键作用.以高性能为目标,龙芯2C处理器配套北桥芯片NB2005的设计和优化采用了很多新的方法和技术,其中包括根据程序行为进行动态Page管理的内存控制电路,一种与内存控制电路状态相结合的预取策略和具备高吞吐量低延迟的PCI通道设计等.性能测试和分析表明,搭配NB2005的龙芯2C系统访存带宽要比搭配Marvell GT64240北桥的系统提高40%以上,运行SPEC CPU2000浮点和定点程序的性能分别提高了12.2%和2.5%,磁盘I/O的性能也提高了30%.

关键词：北桥芯片组龙芯2处理器内存控制器 PCI

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无线传感器网络时间同步新技术

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计算机研究与发展 2008年第1期45卷 138-145页

作者：徐朝农徐勇军李晓维中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室中国科学院计算技术研究所传感器网络实验室北京100080

时间同步是无线传感器网络的基本中间件之一.最近,许多基于时间信息交换的时间同步协议已被提出.然而,在大规模无线传感器网络中,同步误差随跳距的累积问题和可扩展性需求是传统的时间同步技术面临的主要挑战.为了应对这两个挑战,无线... 详细信息

时间同步是无线传感器网络的基本中间件之一.最近,许多基于时间信息交换的时间同步协议已被提出.然而,在大规模无线传感器网络中,同步误差随跳距的累积问题和可扩展性需求是传统的时间同步技术面临的主要挑战.为了应对这两个挑战,无线传感器网络的研究者们开始关注古老的萤火虫同步技术和最近才被提出的协作同步技术.直到最近,尤其是在Strogatz和Mirollo模型被提出以后,古老的萤火虫同步技术才在单跳网络内取得了突破性进展.而在多跳网络中,虽然已有大量的实验和仿真,但其收敛性仍有待从理论上进行研究.基于新颖的空间平均而非传统的时间平均的思想,协作同步技术为无线传感器网络时间同步提供了另外一个新的解决方案,尽管目前对其的研究仍停留于仿真阶段.介绍了萤火虫同步技术和协作同步技术的基本思想和目前在无线传感器网络中的研究及应用现状,并探讨了未来可能的研究方向.

关键词：无线传感器网络时间同步萤火虫同步协作同步同步性

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一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构

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计算机学报 2007年第10期30卷 1674-1680页

作者：张仕健胡伟武中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100039

随着深亚微米工艺的广泛应用，瞬态故障已成为芯片失效的主要原因．文中提出了一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构，利用分支误预测浪费的处理带宽，降低了冗余执行导致的性能损失．实验结果表明，该技术的性能损失在6％～31％... 详细信息

随着深亚微米工艺的广泛应用，瞬态故障已成为芯片失效的主要原因．文中提出了一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构，利用分支误预测浪费的处理带宽，降低了冗余执行导致的性能损失．实验结果表明，该技术的性能损失在6％～31％之间，平均为21％，明显低于MBI技术而和DIE技术的性能损失相当．该技术能够检测流水线上各阶段发生的瞬态故障并能恢复处理器状态，故障检测延时短，需要的硬件开销也较小，非常适合提高带有简单预测机制的嵌入式微处理器的容错能力．

关键词：瞬态故障时间冗余容错分支预测嵌入式微处理器

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高性能通用处理器中的漏电功耗优化

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计算机学报 2006年第10期29卷 1764-1771页

作者：张戈胡伟武中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100039

针对高性能通用处理器的结构特性及设计特点,指出了由于在高性能通用处理器中存在发射宽度较大、数据通路规整的基本特点,其大多数电路中的堆叠效应依然明显存在.由此结合一款高性能通用处理器———龙芯2号的具体设计,对该处理器主要... 详细信息

针对高性能通用处理器的结构特性及设计特点,指出了由于在高性能通用处理器中存在发射宽度较大、数据通路规整的基本特点,其大多数电路中的堆叠效应依然明显存在.由此结合一款高性能通用处理器———龙芯2号的具体设计,对该处理器主要数据通路模块进行了输入向量控制,并提出以“直接观察法”、“有效分解法”、“操作数隔离复用法”、“模拟退火算法”等多种技术思想为基础的电路最小漏电功耗分析及优化的实用性方法.实验结果表明,以上方案能够使得处理器的主要数据通路的漏电功耗减少近27%,同时模拟退火算法与以往的随机算法以及遗传算法相比在寻找电路最小漏电功耗的全局搜索能力上具有优势.

关键词：微处理器设计低功耗设计漏电功耗堆叠效应模拟退火算法

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龙芯2号处理器功能部件设计

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计算机研究与发展 2006年第6期43卷 967-973页

作者：张戈齐子初胡伟武中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100049

功能部件是处理器中进行指令运算的核心单元，它的算法及其实现直接影响到处理器的总体性能．介绍了龙芯2号处理器的功能部件，探讨了从算法到物理设计等不同层次的功能部件设计方法．龙芯2号功能部件分为两个定点ALU和两个浮点ALU实现... 详细信息

功能部件是处理器中进行指令运算的核心单元，它的算法及其实现直接影响到处理器的总体性能．介绍了龙芯2号处理器的功能部件，探讨了从算法到物理设计等不同层次的功能部件设计方法．龙芯2号功能部件分为两个定点ALU和两个浮点ALU实现，除实现完整的MIPS定、浮点指令集外，还实现了龙芯2号类MMX自定义多媒体指令集以及定点操作在浮点部件（FPU）中的数据通路复用．龙芯2号浮点部件遵照IEEE754和MIPS相关标准，浮点加法4拍完成，浮点乘法5拍完成，浮点除法4～17拍完成．物理设计支持0．18μm工艺下主频500MHz的标准单元实现，浮点单精度峰值性能达到2GFLOPS．双精度峰值性能达到1GFLOPS．

关键词：龙芯2号处理器功能部件设计浮点部件多媒体指令集

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龙芯2号处理器系统优化关键技术

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计算机研究与发展 2006年第6期43卷 980-986页

作者：伍鸣张福新林伟许先超袁楠王剑中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100049

系统软件作为处理器和应用程序之间的接口,对于充分利用处理器的特性来维护处理器与应用程序的稳定性和提高应用程序的性能起着极其重要的作用·描述了在Linux内核中解决龙芯2号处理器的Cache别名问题的方法以及通过增加页的大小、... 详细信息

系统软件作为处理器和应用程序之间的接口,对于充分利用处理器的特性来维护处理器与应用程序的稳定性和提高应用程序的性能起着极其重要的作用·描述了在Linux内核中解决龙芯2号处理器的Cache别名问题的方法以及通过增加页的大小、软TLB和FAST TLB REFILL的方法减小TLB失效的性能损失,还有Uncache Accelerate对媒体播放软件的加速·实验结果表明,在系统软件中增加这些方法的支持,对系统的稳定性和性能都有较大的好处·

关键词：龙芯2号处理器 Cache别名软TLB Uncache Accelerate

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Xmesh：一个mesh-like片上网络拓扑结构

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软件学报 2007年第9期18卷 2194-2204页

作者：朱晓静胡伟武马可章隆兵中国科学技术大学计算机科学技术系安徽合肥230027 中国科学院计算技术研究所系统结构重点实验室北京100080

针对片上网络(network on chip,简称NoC)的节点数量少、距离近、物理实现复杂度受到限制的特点,提出了一种新的Xmesh拓扑结构,并为该结构提出了XM路由算法.该结构在经典的mesh结构的基础上添加了两个对角线型的回边,缩短了节点间的距离... 详细信息

针对片上网络(network on chip,简称NoC)的节点数量少、距离近、物理实现复杂度受到限制的特点,提出了一种新的Xmesh拓扑结构,并为该结构提出了XM路由算法.该结构在经典的mesh结构的基础上添加了两个对角线型的回边,缩短了节点间的距离,而且路由计算的复杂性不高,实现的复杂度基本没有增加.将Xmesh与经典的Mesh和Torus结构进行了理论分析比较,同时,在Popnet模拟器上基于均衡负载和热点负载两种负载模式进行性能比较.模拟结果表明,Xmesh平均延时不到Mesh结构的70%.对于均衡负载,当网络规模较小时,Xmesh的延时比Torus的更小;对于热点负载,当热点距离网络中心或者对角线比较近时,Xmesh的延时比Torus的小10%～30%.反之,其延时比Torus的大10%～30%.总的来说,Xmesh的性能与Torus比较接近,但其物理实现更为简单,Xmesh比Mesh结构的性能更好.

关键词：拓扑路由算法性能分析负载模式片上网络

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结合ATPG和SAT的无界模型检验前像计算方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2007年第3期19卷 376-380页

作者：刘领一赵阳吕涛李华伟李晓维中国科学院计算机系统结构重点实验室中国科学院计算技术研究所计算机先进测试技术实验室北京100080中国科学院研究生院北京100049 中国科学院计算技术研究所计算机先进测试技术实验室北京100080

提出一种无界模型检验的前像计算方法,该方法有效地结合ATPG和SAT引擎,充分利用引擎各自的优点.SAT用来判断是否已经穷尽所有解;每次SAT枚举出一个前像解后,采用一个专门的ATPG过程减少状态变量上的赋值,从而减少前像解的总个数,加快后... 详细信息

提出一种无界模型检验的前像计算方法,该方法有效地结合ATPG和SAT引擎,充分利用引擎各自的优点.SAT用来判断是否已经穷尽所有解;每次SAT枚举出一个前像解后,采用一个专门的ATPG过程减少状态变量上的赋值,从而减少前像解的总个数,加快后面的不动点迭代处理.最后通过在ISCAS89和ITC99电路上的实验证明了文中方法的有效性.

关键词：形式验证无界模型检验前像计算自动化测试激励生成布尔可满足性问题

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