24、指令集定制与DURASE系统中的计算模式识别

指令集定制与DURASE系统中的计算模式识别

在过去几年里，可定制处理器的使用日益广泛。这些处理器能够进行调整和扩展，以满足特定需求，并在性能、功耗、硬件资源和上市时间之间取得平衡。其中一个关键问题是确定最适合纳入指令集的指令，通过使用特定于应用的指令来定制指令集，已成为加速应用程序执行的常用技术。

相关研究概述

有几篇论文聚焦于定制指令设计方法以及提供动态指令集支持的当代架构。Kevin Martin等人提出了一种约束驱动的方法，用于快速识别计算模式，这些模式是特定于应用的指令选择和处理器扩展生成的基础。Kingshuk Karuri等人介绍了一种通用且易于适应的面向应用的指令集扩展设计流程，支持两种流行的专用指令集处理器（ASIP）设计范式。Huynh Phung Huynh和Tulika Mitra则对提供动态指令集支持的当代架构进行了详细调查，并讨论了利用这些架构的编译器和/或运行时技术。

DURASE系统介绍

DURASE系统能够自动合成特定于应用的处理器扩展，从而加速应用程序的执行。该系统的输入是用C语言编写的应用代码、目标处理器指令集和架构模型，输出是处理器扩展以及用于访问该扩展的特定于应用的指令。其设计流程如下：

graph LR
    A[应用代码（C语言）] --> B[DURASE系统]
    C[目标处理器指令集] --> B
    D[架构模型] --> B
    B --> E[处理器扩展]
    B --> F[特定于应用的指令]
    B --> G[处理器接口]
    B --> H[