基于可重定向編譯器的低功耗編譯技術研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)是一種以應用為中心的專用計算機系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有著嚴格要求。當前，功耗已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)設計中關鍵性的約束條件，而編譯中的低功耗設計作為目標代碼級的優(yōu)化在系統(tǒng)低功耗設計中扮演著重要的角色。 可重定向編譯是嵌入式系統(tǒng)設計時用到的一種編譯技術，在嵌入式系統(tǒng)的設計空間搜索過程中，可以快速生成針對該體系結構的編譯器?？芍囟ㄏ蚓幾g器重定向到不同體系結構的關鍵在于其編譯后端。編譯后端基于體系結構描述語言對目標

2、體系結構相關性質的描述，進行指令調度、寄存器分配和代碼生成的工作。另一方面，由于功耗優(yōu)化策略往往針對特定體系結構的目標機器展開，因此，在可重定向編譯器后端，基于體系結構描述語言的支持，展開特定的功耗優(yōu)化策略是可行的。這樣，可以在嵌入式系統(tǒng)設計的初期就預先考慮系統(tǒng)的功耗問題。 本論文以嵌入式系統(tǒng)上的可重定向優(yōu)化編譯技術為基礎，針對RISC體系結構和VLIW體系結構，深入研究了幾種編譯后端所能展開的功耗優(yōu)化策略。對于RISC體系結構

3、，已有較成熟的指令級功耗模型。本文采用體系結構描述語言描述指令的功耗信息，在編譯后端根據(jù)指令的相關功耗信息進行針對功耗的指令調度，從而降低指令執(zhí)行的功耗。本文還將針對功耗的調度和針對性能的調度進行了對比實驗，給出了實驗數(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，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數(shù)量。 對于VLIW體系結構，由于其指令的復雜性，缺乏成熟的指令級功耗模型。本文