摘要：开发了一套浮点转定点自动位宽优化软件系统(SATRANS),能够将用户输入的描述目标系统的浮点程序自动转换为位宽可配置的定点程序,并基于模拟退火算法进行自动位宽搜索,以得到满足精度要求的操作数定点位宽组合.同时,以IIR数字滤波器为例对SATRANS进行了实现与验证.结果表明,SATRANS的搜索结果优于传统贪心算法的搜索结果,并能够获得一系列满足精度要求的解,从而使得芯片设计人员能够在精度与复杂度等要素之间加以权衡,并选择一组最合适的位宽组合而用于芯片设计中.选择搜索结果中的面积最优解来配置IIR系统并在XilinxVirtex-6FPGA芯片中实现,相对于IEEE浮点单/双精度系统,其性能分别提高了12.4%和62.8%,面积的降幅分别为93.9%和97.9%.

摘要：在信号处理领域的优异表现使得Vector-SIMD结构在近年来获得了广泛的关注.Vector-SIMD结构和多核技术相结合是目前高性能DSP体系结构发展的重要方向.然而,在目前的多核VectorSIMD处理器中某些部件间的协同工作能力还比较弱,导致了系统的整体性能得不到有效发挥.本文设计实现了一款协同多核DSP YHFT-QMBase,从4个方面增强了多核Vector-SIMD体系结构的协同性:(1)采用动态耦合机制重定义了标量单元和向量单元的工作方式;(2)采用矩阵方式的通信机制增强了向量Lane间的交互能力;(3)采用非对齐向量存储访问机制解决了向量存储器的数据共享问题;(4)采用Qlink-Crossbar机制满足了多核间后台高效粗粒度数据搬移的需求.评估结果显示,本文提出的协同增强机制能够使传统的Vector-SIMD结构获得58.5%的性能提升.目前YHFT-QMBase已经成功流片,评测结果显示其峰值浮点乘加能力(单精度)达到32 GFMACS,定点运算能力(16位)为128 GMACS,典型功耗为8.65 W.