为了应对IP(Internet Protocol)路由器在性能、扩展性方面的挑战,提出并设计了一种基于大规模并行处理片上系统(MPPSoC,Massively Parallel Processing System on Chip)体系结构的IP路由器片上系统,该片上系统结构中使用大量的、同构的处理单元进行IP分组处理,并通过扩展性良好的SD-Torus(Semi-Diagonal Torus)片上网络(NoC,Network on Chip)进行片内互连,实现了分布式的转发和交换。重点研究了IP路由器片上系统中同构处理单元的结构、片内互连网络拓扑结构的选择、地址查找和分组交换功能在各个处理单元上的映射等关键问题。使用硬件描述语言SystemC,对该IP路由器片上系统进行了建模,并通过采用不同的IP分组流量模型,在不同的网络规模、不同负载程度下,对路由器片上系统的性能,包括系统吞吐量、平均延迟以及延迟抖动等关键性能参数进行了仿真。仿真结果表明,该结构具有良好的系统性能和扩展性。
针对西安邮电大学自主设计的一款面向图形、图像应用的阵列处理器PAAG系统(polymorphic array architecture for graphics and image processing)多核处理器并行编译问题,提出一种基于GCC编译器框架的可实现并行编译的移植技术。结合图像处理器并行处理要求和硬件特点,通过一种底层中间表示——寄存器传输语言RTL(register transfer language)进行模式匹配,完成指令选择,实现编译器移植;使用堆栈管理方式解决PAAG系统没有寄存器文件的问题和函数调用问题。该技术的实现打破了PAAG系统只能手工编译的局面,有效提高了单个处理器的编译效率,使PAAG系统的性能得到提升;对于并行处理的图形图像处理器,该技术是一种正确可行的实施方案。
