臺北縣辦理徵收土地農(nóng)林作物及水產(chǎn)養(yǎng)殖物、畜禽補償遷移費查估基準(zhǔn)課件

可配置可擴展T*CORE處理器

及在天文圖像處理中的應(yīng)用-面向AST3項目的硬件加速器設(shè)計郭煒天津大學(xué)VLSI設(shè)計與應(yīng)用研究所天文信息技術(shù)聯(lián)合實驗室可配置可擴展T*CORE處理器

及在天文圖像處理中的應(yīng)用-面?zhèn)鬏斢|發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T*CORE設(shè)計2傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T未來芯片將整合數(shù)千個小核心未來芯片將整合數(shù)千個小核,而不是只依賴于某個單一的復(fù)雜核。

多任務(wù)處理技術(shù)可使整體的運算吞吐量高很多。許多小核及小的存儲器的芯片，芯片面積減少，功耗大為降低。

-Intelfellow

ShekharBorkar未來芯片將整合數(shù)千個小核心未來芯片將整合數(shù)千個小核,而不是嵌入式解決方案專用芯片(ASIC:ApplicationSpecificIntegratedCircuit)缺少靈活性通用處理器（CPU，DSP）效率低、功耗大專用指令集處理器(ASP/ASIP:ApplicationSpecificInstructionprocessor）兼顧靈活性、高性能、低功耗等優(yōu)點傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu):TransportTriggeredArchitecture(TTA)由TUDelft的H.Corporaal等在1991年提出屬于ASP/ASIP嵌入式解決方案傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)（TTA）傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)（TTA）TTA處理器指令格式instructionoperationsourceTTA處理器只包含一種操作：數(shù)據(jù)傳輸操作MOVE超長指令字(VLIW)TTA處理器指令格式instructionoperation模塊化松耦合可配置可擴展高性能低成本低功耗TTA處理器的優(yōu)勢/劣勢架構(gòu)組合和設(shè)計空間不確定編譯器設(shè)計復(fù)雜代碼優(yōu)化的困難指令膨脹迅速模塊化TTA處理器的優(yōu)勢/劣勢架構(gòu)組合和設(shè)計空間不確定T*CORE處理器T*CORE是基于TTA架構(gòu)可配置可擴展的處理器一種處理器模板更多的可配置性與擴展性更靈活的指令架構(gòu)特制的軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及相關(guān)工具集硬件模塊庫T*CORE處理器T*CORE是基于TTA架構(gòu)可配置可擴展T*CORE處理器設(shè)計的關(guān)鍵可配置性可擴展性擴大了T*CORE處理器架構(gòu)的選擇范圍,進(jìn)行設(shè)計空間探索尤為重要。需要在更高的抽象層次上對架構(gòu)進(jìn)行仿真，通過設(shè)計空間探測獲得最優(yōu)架構(gòu)方案支持自定義的指令及更多可見的編程細(xì)節(jié)使得手工編程幾乎成為不可能。一個高效的可重定目標(biāo)編譯器是T*CORE處理器的性能得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵高效的軟硬件協(xié)同設(shè)計方法及相關(guān)工具集的設(shè)計是決定T*CORE能否被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵.T*CORE處理器設(shè)計的關(guān)鍵可配置性可擴展性擴大了T*COR軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及工具集軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及工具集T*COREA0424v1芯片面向音頻解碼(mp3)的應(yīng)用2009年6月，采用GSMC0.13umCMOS工藝,成功MPW流片T*COREA0424v1芯片面向音頻解碼(mp3)的應(yīng)用MP3解碼性能分析計算密集型部分采用硬件加速器–Tcore協(xié)處理器MP3解碼性能分析計算密集型部分采用硬件加速器–Tcor面向MP3解碼SoC架構(gòu)實現(xiàn)實時MP3解碼的工作頻率：30MHz；功耗：<1W面向MP3解碼SoC架構(gòu)實現(xiàn)實時MP3解碼的工作頻率：30MT*COREA0424v1硬件架構(gòu)T*COREA0424v1硬件架構(gòu)T*COREA0424v1指令架構(gòu)指令寬度96-bit，分為4個slot，寬度分別為16-bit，16-bit，32bit，32bit只有slot1可以執(zhí)行跳轉(zhuǎn)操作各個slot所支持的立即數(shù)寬度不同T*COREA0424v1指令架構(gòu)指令寬度96-bit，分實現(xiàn)指令壓縮提高代碼密度T*COREA0424v1空操作復(fù)用空指令復(fù)用+特殊的load/store單元設(shè)計:DCT32節(jié)省81%實現(xiàn)指令壓縮T*COREA0424v1空操作復(fù)用空指令復(fù)用T*COREA0424v1版圖T*COREA0424v1版圖傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T*CORE設(shè)計2傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T天文圖像空間變換核降晰算法天文圖像相減：同一天區(qū)不同時刻拍攝的天文照片(源圖像)同模板圖像（參考圖像）進(jìn)行差異比較，分析出不同時刻星跡變化情況。降晰處理：由于氣象、背景光線等因素導(dǎo)致圖像清晰度不同，每個恒星的點擴散函數(shù)不同，因此在相減之前必須對模板圖像進(jìn)行降晰處理。Alard等人提出的空間變換核降晰算法：在時間空間(而不是在傅立葉空間)完成卷積核的計算執(zhí)行降晰運算，即執(zhí)行卷積運算：最后對C和源圖像執(zhí)行相減操作，得到變源。其中,R:模版圖像;K:核函數(shù);C:降晰后的模版圖像天文圖像空間變換核降晰算法天文圖像相減：其中,R:模空間變換核降晰算法各模塊所占計算比重對使用Alard算法所實現(xiàn)的軟件ISIS分析功能所占計算比重求局部核函數(shù)16.2％求局部核函數(shù)系數(shù)5.6％求解核函數(shù)3.9％執(zhí)行降晰運算74.3％

空間變換核降晰算法各模塊所占計算比重對使用Alard算法所計算量最大部分為執(zhí)行降晰運算以圖像大小為2K×2K、卷積核為19×19為例，執(zhí)行降晰運算時需要的計算為2K×2K×19×19=1.51×109次

計算量最大部分為執(zhí)行降晰運算以圖像大小為2K×2K、卷積核降晰運算的硬件設(shè)計自定義的浮點數(shù)格式將雙精度64-bit浮點格式的數(shù)據(jù)變?yōu)樽远x32-bit浮點格式的數(shù)據(jù)，硬件面積減少約一倍。對精度的影響類型SNR(db)單精度75.220086自定義93.263391降晰運算的硬件設(shè)計自定義的浮點數(shù)格式類型SNR(db)單降晰運算的硬件設(shè)計數(shù)據(jù)存儲方式和計算流程根據(jù)所采用的降晰運算的規(guī)律，分析了數(shù)據(jù)復(fù)用的可行性，在設(shè)計Tcore處理器的應(yīng)用軟件時，采用特殊的數(shù)據(jù)存儲方式降晰運算的硬件設(shè)計數(shù)據(jù)存儲方式和計算流程降晰運算的硬件設(shè)計Tcore協(xié)處理器內(nèi)部架構(gòu)降晰運算的硬件設(shè)計Tcore協(xié)處理器內(nèi)部架構(gòu)降晰運算的硬件設(shè)計硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

降晰運算的硬件設(shè)計硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖性能比較（僅卷積運算部分）方案主頻(HZ)功耗(W)計算時間(ms)純軟件2.66G13061062本文設(shè)計125M1.793301性能比較（僅卷積運算部分）方案主頻(HZ)功耗(W)計有待解決的問題大尺寸圖像(10Kx10K),卷積核(30x30).多個T*CORE架構(gòu)問題：圖像劃分，核間通訊，存儲墻有待解決的問題大尺寸圖像(10Kx10K),卷積核(3謝謝!謝謝!可配置可擴展T*CORE處理器

及在天文圖像處理中的應(yīng)用-面向AST3項目的硬件加速器設(shè)計郭煒天津大學(xué)VLSI設(shè)計與應(yīng)用研究所天文信息技術(shù)聯(lián)合實驗室可配置可擴展T*CORE處理器

及在天文圖像處理中的應(yīng)用-面?zhèn)鬏斢|發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T*CORE設(shè)計2傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T未來芯片將整合數(shù)千個小核心未來芯片將整合數(shù)千個小核,而不是只依賴于某個單一的復(fù)雜核。

多任務(wù)處理技術(shù)可使整體的運算吞吐量高很多。許多小核及小的存儲器的芯片，芯片面積減少，功耗大為降低。

-Intelfellow

ShekharBorkar未來芯片將整合數(shù)千個小核心未來芯片將整合數(shù)千個小核,而不是嵌入式解決方案專用芯片(ASIC:ApplicationSpecificIntegratedCircuit)缺少靈活性通用處理器（CPU，DSP）效率低、功耗大專用指令集處理器(ASP/ASIP:ApplicationSpecificInstructionprocessor）兼顧靈活性、高性能、低功耗等優(yōu)點傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu):TransportTriggeredArchitecture(TTA)由TUDelft的H.Corporaal等在1991年提出屬于ASP/ASIP嵌入式解決方案傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)（TTA）傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)（TTA）TTA處理器指令格式instructionoperationsourceTTA處理器只包含一種操作：數(shù)據(jù)傳輸操作MOVE超長指令字(VLIW)TTA處理器指令格式instructionoperation模塊化松耦合可配置可擴展高性能低成本低功耗TTA處理器的優(yōu)勢/劣勢架構(gòu)組合和設(shè)計空間不確定編譯器設(shè)計復(fù)雜代碼優(yōu)化的困難指令膨脹迅速模塊化TTA處理器的優(yōu)勢/劣勢架構(gòu)組合和設(shè)計空間不確定T*CORE處理器T*CORE是基于TTA架構(gòu)可配置可擴展的處理器一種處理器模板更多的可配置性與擴展性更靈活的指令架構(gòu)特制的軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及相關(guān)工具集硬件模塊庫T*CORE處理器T*CORE是基于TTA架構(gòu)可配置可擴展T*CORE處理器設(shè)計的關(guān)鍵可配置性可擴展性擴大了T*CORE處理器架構(gòu)的選擇范圍,進(jìn)行設(shè)計空間探索尤為重要。需要在更高的抽象層次上對架構(gòu)進(jìn)行仿真，通過設(shè)計空間探測獲得最優(yōu)架構(gòu)方案支持自定義的指令及更多可見的編程細(xì)節(jié)使得手工編程幾乎成為不可能。一個高效的可重定目標(biāo)編譯器是T*CORE處理器的性能得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵高效的軟硬件協(xié)同設(shè)計方法及相關(guān)工具集的設(shè)計是決定T*CORE能否被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵.T*CORE處理器設(shè)計的關(guān)鍵可配置性可擴展性擴大了T*COR軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及工具集軟硬件協(xié)同設(shè)計流程及工具集T*COREA0424v1芯片面向音頻解碼(mp3)的應(yīng)用2009年6月，采用GSMC0.13umCMOS工藝,成功MPW流片T*COREA0424v1芯片面向音頻解碼(mp3)的應(yīng)用MP3解碼性能分析計算密集型部分采用硬件加速器–Tcore協(xié)處理器MP3解碼性能分析計算密集型部分采用硬件加速器–Tcor面向MP3解碼SoC架構(gòu)實現(xiàn)實時MP3解碼的工作頻率：30MHz；功耗：<1W面向MP3解碼SoC架構(gòu)實現(xiàn)實時MP3解碼的工作頻率：30MT*COREA0424v1硬件架構(gòu)T*COREA0424v1硬件架構(gòu)T*COREA0424v1指令架構(gòu)指令寬度96-bit，分為4個slot，寬度分別為16-bit，16-bit，32bit，32bit只有slot1可以執(zhí)行跳轉(zhuǎn)操作各個slot所支持的立即數(shù)寬度不同T*COREA0424v1指令架構(gòu)指令寬度96-bit，分實現(xiàn)指令壓縮提高代碼密度T*COREA0424v1空操作復(fù)用空指令復(fù)用+特殊的load/store單元設(shè)計:DCT32節(jié)省81%實現(xiàn)指令壓縮T*COREA0424v1空操作復(fù)用空指令復(fù)用T*COREA0424v1版圖T*COREA0424v1版圖傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T*CORE設(shè)計2傳輸觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)與T*CORE內(nèi)容大綱1面向天文圖像處理的T天文圖像空間變換核降晰算法天文圖像相減：同一天區(qū)不同時刻拍攝的天文照片(源圖像)同模板圖像（參考圖像）進(jìn)行差異比較，分析出不同時刻星跡變化情況。降晰處理：由于氣象、背景光線等因素導(dǎo)致圖像清晰度不同，每個恒星的點擴散函數(shù)不同，因此在相減之前必須對模板圖像進(jìn)行降晰處理。Alard等人提出的空間變換核降晰算法：在時間空間(而不是在傅立葉空間)完成卷積核的計算執(zhí)行降晰運算，即執(zhí)行卷積運算：最后對C和源圖像執(zhí)行相減操作，得到變源。其中,R:模版圖像;K:核函數(shù);C:降晰后的模版圖像天文圖像空間變換核降晰算法天文圖像相減：其中,R:?？臻g變換核降晰算法各模塊所占計算比重對使用Alard算法所實現(xiàn)的軟件ISIS分析功能所占計算比重求局部核函數(shù)16.2％求局部核函數(shù)系數(shù)5.6％求解核函數(shù)3.9％執(zhí)行降晰運算74.3％

空間變換核降晰算法各模塊所占計算比重對使用Alard算法所計算量最大部分為執(zhí)行降晰運算以圖像大小為2K×2K、卷積核為19×19為例，執(zhí)行降晰運算時需要的計算為2K×2K×19×19=1.51×