高效粗粒度可重构阵列计算关键技术研究

Due to the demand of high performance computing and flexiblity requirements, this research proposes an architecture of coarse-grained reconfigurable array computing and related supporting techniques based on the characteristic and storage demand of target algorithms. Research involves the application specific paralell processing on novel coarse-grained reconfigurable processing array, the design methodology of special processing element, the approach of increasing parallelism in system, the automatic mapping of programme. Futhermore, the high efficiency architecture of reconfigurable array targeted and its compiler technology are our concern, and the object is to meet the needs of various applications. The work and novelty of this research can be classified as follows:.1) The new architecture of reconfigurable array computing;.2) The design methodology of reconfigurable array based on specific application;.3) The approach of increasing parallelism in CGRA.4) The rapid automatic mapping algorithms using heuristics;

本课题针对应用程序对处理器硬件高计算能力和灵活性的两种迫切需求，以分析目标程序的计算特征、访存模式等程序特性为基础，提出并研究新型粗粒度可重构阵列计算及其相关支持技术，探讨新型粗粒度可重构阵列面向特定应用的高效体系结构、针对应用特征的专用处理单元自动设计方法、增加系统并行性的方法以及程序快速映射算法，使可重构阵列计算结构更高效地满足各种应用场景的需求。.本课题主要研究创新内容有：.　 1）新型的可重构阵列计算体系结构.　 2）面向特定应用的可重构阵列设计方法.　 3）增加可重构阵列并行性的多发射方法.　 4）基于启发式算法的快速程序映射

本课题针对应用程序对处理器硬件高计算能力和灵活性的两种迫切需求，分析目标程序特性，研究内容包括：新型粗粒度可重构阵列计算体系结构；增加程序运行效率的映射算法；面向特殊应用的可重构计算实现。本课题的研究使可重构阵列计算结构更高效地满足各种应用场景的需求。.本课题主要研究成果有：.　 1）新型的双发射可重构阵列计算体系结构.　 2）程序映射过程中路由共享优化方法.　 3）Cholesky矩阵分解算法的可重构实现.其中双发射体系结构针对具备共享源操作数特征的应用，计算效率高于传统结构；对路由的共享策略以较小的时间代价获得了映射时数据传递路径的优化；用多个处理单元构建的Cholesky矩阵分解算法实现，性能与GPU上的算法实现相当而硬件代价和复杂度更低。