收藏本站
收藏 | 论文排版

面向嵌入式处理器的代码压缩研究

阳晔  
【摘要】: 随着嵌入式系统软件功能需求的不断提高,片上存储器在系统中所占的成本比重也在不断增加,压缩程序存储空间已成为嵌入式处理器设计需要考虑的问题之一。现有的压缩程序存储空间的解决方案主要分为编译器优化、高密度指令集以及代码压缩三类。本文结合自主研发的两款嵌入式处理器(CK520,SPOCK)以及集成这两款处理器的异构双核SoC(GEM-SOC),从高密度指令集、代码压缩方法以及代码解码器的实现方式三个方面开展了研究工作: 1)高密度指令集 以Thumb和MIPS16指令集为代表,讨论了双模式高密度指令集的工作方式以及优缺点;以CK-core指令集为代表,从编程模型、指令类型、指令编码以及寻址方式等方面分析了单模式高密度指令集如何在代码密度和处理器性能之间作折衷;并以Powerstone基准测试集为基础,ARM940T和CK520为例,对比分析了Thumb/ARM和CK-core指令集的代码密度和处理器性能,实验结果显示:在使用相同的编译器条件下,与32位ARM指令集相比,CK520在牺牲17%处理器性能的前提下降低了38%的代码量;与16位Thumb指令集相比,CK520指令集不仅能够降低9%的代码量,还能提高15%的处理器性能,具有很好的性价比。 2)代码压缩方法 研究了基于域划分的代码压缩方法。用形式化的语言描述了该方法的三个步骤:符号生成、符号建模以及符号编码。符号模型的选择对代码压缩率有着关键性的影响,本文在传统的位置模型的基础上提出了一种新的高阶模型——类型模型,该模型挖掘了不同类型指令内部符号间的相关性;结合类型模型和传统的位置模型,提出了另一种高阶模型——混合模型,以及使用霍夫曼编码的代码压缩方法。以SPOCK指令集为例,对Ogg Vorbis的代码压缩实验结果表明:混合模型由于同时利用了两种高阶相关,与传统的位置模型相比压缩率提升12~14%,最好情况下能将原始程序压缩到53.16%。 研究了基于算术编码的代码压缩方法。该方法使用二进制算术编码并配以马尔可夫模型,算术编码保证了编码的高效率;马尔可夫模型可以参数化配置模型信息以便更好的挖掘符号之间的比特级相关性。讨论了一种状态机实现的二进制算术编码器方案,分析了编码器精度、马尔可夫模型精度以及模型参数对代码压缩率的影响。 3)代码解码器实现方式 基于域划分的代码压缩方法,提出了一种同时支持类型模型和混合模型的低开销硬件解码器实现方法。讨论了一种二级码表的霍夫曼编码方法,根据每个符号集中符号的概率分布,将他们综合到一个根符号集中,所有的符号依据根符号集形成的码表进行编码。 面向异构双核SoC——GEM-SOC,提出了一种纯软件实现的代码解码方法,该方法在SPOCK程序启动的时候由高密度指令集的CK520处理器实施解码。分别讨论了域划分和算术编码两种代码压缩方法的软件解码器实现方式,对MediaBech基准测试集的测试结果表明:1.软件解码方法能够根据应用自适应调整马尔可夫模型参数,在牺牲有限性能的前提下提高了DSP程序的代码压缩率;2.无论从代码压缩率还是软件解码器性能方面,采用混合模型的域划分方法都比采用马尔可夫模型的算术编码方法有明显的优势。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 C.A.(Al)Dennis ,陈瑞源 ,力康;公用信号处理器的应用和设计[J];系统工程与电子技术;1987年06期
2 Robert Cravotta;;可配置处理器应用日趋红火[J];电子设计技术;2003年11期
3 刘磊;邹候文;唐屹;;一种可编程安全处理器体系结构的研究与实现[J];广州大学学报(自然科学版);2006年04期
4 张铮;赵荣彩;颜峻;邰铭;陈科;;网络处理器体系结构和应用综述[J];信息工程大学学报;2006年04期
5 张怡,孙志刚;基于IPSec的下一代高性能安全处理器的体系结构[J];国防科技大学学报;2003年02期
6 岳虹;戴葵;王志英;;一种面向数字信号处理的嵌入式处理器体系结构设计[J];计算机工程与科学;2006年10期
7 许珊琳;;适合嵌入应用的嵌入式处理器[J];中国集成电路;2009年02期
8 张磊;王颖;陈云霁;徐志伟;张立新;;可重塑处理器:用户可定义的加速器中处理器架构[J];网络新媒体技术;2012年06期
9 Robert Cravotta;;一个处理器能兼顾控制与信号处理吗?[J];电子设计技术;2002年07期
10 朱丹;李暾;郭阳;李思昆;;微处理器体系结构级测试程序自动生成技术[J];软件学报;2005年12期
11 ;高性能处理器云集市场[J];每周电脑报;1997年15期
12 钟冬庆;;嵌入式DSP处理器的体系结构设计[J];微计算机信息;2006年29期
13 刁智华;;ARMv7的Cortex系列微处理器技术特点[J];单片机与嵌入式系统应用;2007年04期
14 温璞;杨学军;;十亿晶体管处理器体系结构研究[J];计算机工程与科学;2007年07期
15 陈鹏;袁雅婧;桑红石;张天序;;一种可扩展的并行处理器模型设计及性能评估[J];航空兵器;2011年05期
16 张宁;八刀分米粉,千里重金锤——Hammer处理器体系结构分析[J];大众硬件;2003年03期
17 刘峥嵘 ,桑楠 ,熊光泽;MPC860的中断处理技术研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年12期
18 吕慧伟;程元;白露;陈明宇;范东睿;孙凝晖;;众核处理器和众核集群的并行模拟[J];计算机研究与发展;2013年05期
19 范;摩托罗拉推出新处理器[J];中国计算机用户;1998年07期
20 毛席龙,孙志刚,卢泽新;网络处理器体系结构和设计技术研究[J];电信科学;2003年10期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 宋绯;刘晓宁;;DSP/MCU结构的新型处理器[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
2 赵秋平;杨灿群;王锋;;LBM算法在Cell处理器上的实现和优化[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
3 周巍;孙冰;战立明;吕建华;王国仁;于戈;;基于DOM模型的XML查询处理器的设计与实现[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏继增;可配置可扩展处理器关键问题研究[D];天津大学;2010年
2 霍文捷;嵌入式处理器安全运行机制的研究与设计[D];华中科技大学;2010年
3 徐光;分片式流处理器体系结构[D];中国科学技术大学;2010年
4 从明;类数据流驱动的分片式处理器体系结构[D];中国科学技术大学;2009年
5 李勇;异步数据触发微处理器体系结构关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2007年
6 任永青;逻辑核动态可重构的众核处理器体系结构[D];中国科学技术大学;2010年
7 黎铁军;嵌入式流媒体处理器体系结构技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 黄海林;高可靠处理器体系结构研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
9 刘光辉;高效处理器容错技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2013年
10 温璞;面向科学计算的PIM体系结构技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾斌;分片式处理器体系结构上的超块优化技术[D];中国科学技术大学;2009年
2 黄冕;X处理器存储一致性模型的研究与实现[D];国防科学技术大学;2008年
3 赵灿明;分片式处理器上激进执行模型分析[D];中国科学技术大学;2009年
4 刘晋汾;处理器描述语言的研究与应用[D];解放军信息工程大学;2011年
5 刘子扬;基于虚拟计算群的众核处理器动态在线任务调度算法研究[D];上海交通大学;2013年
6 邸志雄;多核包处理器数据控制总线技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 方红霞;基于指令的处理器时延测试产生方法[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
8 董亚卓;循环阵列处理器体系结构的关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2004年
9 黎宝峰;嵌入式DSP处理器的设计与验证[D];湖南大学;2003年
10 梁志勇;X处理器流指令发射机制研究及硬件实现[D];国防科学技术大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;处理器上演多核大戏[N];计算机世界;2005年
2 心元;PC“心脏”的搏击[N];计算机世界;2004年
3 清华大学微处理器与SoC技 术研究中心 王海霞 汪东升;颠覆传统理念[N];计算机世界;2005年
4 清华大学微处理器与SoC技术研究 中心 汪东升 王海霞 张悠慧 李兆麟;CMP 开启处理器效能时代[N];计算机世界;2005年
5 江苏 netfan;体现速度与性能[N];电脑报;2004年
6 四川 王毅;变革进行时[N];电脑报;2004年
7 清华大学微处理器与SoC技术研究中心 汪东升;多核技术天地广阔[N];计算机世界;2006年
8 本报记者 李献 王皓;2002年服务器四大景观[N];计算机世界;2003年
9 ;MontaVista Linux 2.1跨平台[N];中国计算机报;2002年
10 ;CPU技术进步牛气冲天[N];计算机世界;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978