基于可重定向編譯器的低功耗編譯技術(shù)研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)是一種以應(yīng)用為中心的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有著嚴(yán)格要求。當(dāng)前，功耗已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性的約束條件，而編譯中的低功耗設(shè)計(jì)作為目標(biāo)代碼級(jí)的優(yōu)化在系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)中扮演著重要的角色。 可重定向編譯是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)用到的一種編譯技術(shù)，在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間搜索過(guò)程中，可以快速生成針對(duì)該體系結(jié)構(gòu)的編譯器?？芍囟ㄏ蚓幾g器重定向到不同體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于其編譯后端。編譯后端基于體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言對(duì)目標(biāo)

2、體系結(jié)構(gòu)相關(guān)性質(zhì)的描述，進(jìn)行指令調(diào)度、寄存器分配和代碼生成的工作。另一方面，由于功耗優(yōu)化策略往往針對(duì)特定體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)機(jī)器展開(kāi)，因此，在可重定向編譯器后端，基于體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言的支持，展開(kāi)特定的功耗優(yōu)化策略是可行的。這樣，可以在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期就預(yù)先考慮系統(tǒng)的功耗問(wèn)題。 本論文以嵌入式系統(tǒng)上的可重定向優(yōu)化編譯技術(shù)為基礎(chǔ)，針對(duì)RISC體系結(jié)構(gòu)和VLIW體系結(jié)構(gòu)，深入研究了幾種編譯后端所能展開(kāi)的功耗優(yōu)化策略。對(duì)于RISC體系結(jié)構(gòu)

3、，已有較成熟的指令級(jí)功耗模型。本文采用體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言描述指令的功耗信息，在編譯后端根據(jù)指令的相關(guān)功耗信息進(jìn)行針對(duì)功耗的指令調(diào)度，從而降低指令執(zhí)行的功耗。本文還將針對(duì)功耗的調(diào)度和針對(duì)性能的調(diào)度進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和具體分析。此外，寄存器再分配也是一種在寄存器分配階段所采用的功耗優(yōu)化技術(shù)，可以有效降低系統(tǒng)功能部件和指令傳輸路徑上的高低電位翻轉(zhuǎn)數(shù)量。 對(duì)于VLIW體系結(jié)構(gòu)，由于其指令的復(fù)雜性，缺乏成熟的指令級(jí)功耗模型。本文