多媒体应用程序字并行自动识别关键技术研究.pdf

摘要 多媒体信息的大量涌现要求现代计算机必然具备卓越的多媒体 处理能力，多媒体应用程序的一个最突出的特点就是其内在的并行 性，要求同时对多个数据单元进行相同的规则操作，这种并行性称为 子字并行。为了有效挖掘和利用并行，当前大多数体系结构设计都对 指令集进行了多媒体指令的扩展，以实现子字并行操作，但如何让编 译器产生有效的并行代码，如何从普通的串行C程序中识别出子字 并行指令，是一个前沿性的研究课题。 本文对多媒体应用程序子字并行自动识别技术进行了研究。首先 研究了模拟器SimpleScalar组成结构和模拟流程并加以改进，在此 基础上对多媒体应用程序MediaBench及其中的13个代表性应用程序 进行了特征分析，从宏观角度对典型多媒体应用程序MediaBench进 行了测试，充分研究了典型的多媒体应用程序中可挖掘的并行性。接 着对应用程序MPEG一4和EPIC进行了关键函数和核心循环的提取与分 析，从微观的角度深入挖掘多媒体应用程序的并行特征。文章的最后 针对当前编译技术很难充分挖掘和定位程序基本块内的子字并行问 题，设计了一种基于流图程序表示的串行图像处理算法表示方法。包 F10w 括三个方面：1、设计了改进数据流图的子字流图SWFG(Sub—word Graph)，使串行C程序中的子字并行能够显式地表达；2、使用图模 式匹配，从数据流图中识别并提取并行访问模式，生成显式的子字流 图表示；3、基于生成的显式子字流图，采用改进的树模式匹配算法 实现并行指令选择。 Abstract with occurrenceof abundantmultimedia A10ng the modern aredemandedtoownexcel1ent information，computers ofmultimedia Themost ability processing． prominent ofmultimedia isits characteristic applicationprogram intrinsic subword means parallelism，which parallelism，called canbe Inorder severaldataunits processedsimultaneously． toutilize the of architecture majority parallelism， computer achievesubword themeansof designs parallelismoperationby instructionsetswithmultimedia expanding instructions， method makethe however．thebottle—neckofthis ishowto effectiVecodes． how