多媒体应用程序子字并行自动识别关键技术研究

作     者：匡旺秋 

作者单位：湖南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐文胜

授予年度：2009年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：MediaBench SimpleScalar 子字并行 并行编译 

摘      要：多媒体信息的大量涌现要求现代计算机必然具备卓越的多媒体处理能力,多媒体应用程序的一个最突出的特点就是其内在的并行性,要求同时对多个数据单元进行相同的规则操作,这种并行性称为子字并行。为了有效挖掘和利用并行,当前大多数体系结构设计都对指令集进行了多媒体指令的扩展,以实现子字并行操作,但如何让编译器产生有效的并行代码,如何从普通的串行C程序中识别出子字并行指令,是一个前沿性的研究课题。 本文对多媒体应用程序子字并行自动识别技术进行了研究。首先研究了模拟器SimpleScalar组成结构和模拟流程并加以改进,在此基础上对多媒体应用程序MediaBench及其中的13个代表性应用程序进行了特征分析,从宏观角度对典型多媒体应用程序MediaBench进行了测试,充分研究了典型的多媒体应用程序中可挖掘的并行性。接着对应用程序MPEG-4和EPIC进行了关键函数和核心循环的提取与分析,从微观的角度深入挖掘多媒体应用程序的并行特征。文章的最后针对当前编译技术很难充分挖掘和定位程序基本块内的子字并行问题,设计了一种基于流图程序表示的串行图像处理算法表示方法。包括三个方面:1、设计了改进数据流图的子字流图SWFG(Sub-Word FlowGraph),使串行C程序中的子字并行能够显式地表达;2、使用图模式匹配,从数据流图中识别并提取并行访问模式,生成显式的子字流图表示;3、基于生成的显式子字流图,采用改进的树模式匹配算法实现并行指令选择。