通过SimpleScalar的分支预测模型设计与研究

1

作者 刘相通 杜军 《信息与电脑》 2024年第8期110-112,共3页

现如今,计算机体系结构是计算机研究领域的热点。使用传统的硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)构建体系结构时,需要大量的时间和硬件资源,而处理器模拟器能够快速地构建实验原型,辅助计算机体系结构的探索。本文通过在Si... 现如今,计算机体系结构是计算机研究领域的热点。使用传统的硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)构建体系结构时,需要大量的时间和硬件资源,而处理器模拟器能够快速地构建实验原型,辅助计算机体系结构的探索。本文通过在Simple Scalar模拟器的分支预测模块中添加了混合(Hybird)分支预测方法以及感知器(Perceptron)预测方法,利用SPEC95INT中的测试集进行了实验,并对不同的分支预测模型实验结果进行了分析,为实际应用中的微处理器分支预测器的设计提供了参考。 展开更多

关键词 分支预测 计算机体系结构 simplescalar 模拟器

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基于SimpleScalar的龙芯CPU模拟器Sim-Godson 被引量：25

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作者 张福新 章隆兵 胡伟武 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期68-73,共6页

现代高性能通用处理器的设计越来越复杂,模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大.龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器.最早开发的龙芯2号的模拟器ICT-Godson是信号级模拟器,它模拟了处理器的所有细节,十分准确,... 现代高性能通用处理器的设计越来越复杂,模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大.龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器.最早开发的龙芯2号的模拟器ICT-Godson是信号级模拟器,它模拟了处理器的所有细节,十分准确,但速度和灵活性有较大限制.文章基于SimpleScalar工具集,设计并实现了龙芯2号的模拟器Sim-Godson.Sim-Godson具有高速度和高灵活性的优点,且准确性也很高.在3.0GHz的Pentium4微机上,Sim-Godson速度约为500K指令/s.大部份测试程序在Sim-Godson上的IPC(Instruction PerCycle)与ICT-Godson相差不到5%,达到了很高的准确性.Sim-Godson在龙芯2号的性能分析工作中发挥了重要作用. 展开更多

关键词 模拟器 龙芯2号处理器 simplescalar 通用处理器 高性能处理器

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SimpleScalar模拟器内核分析及应用 被引量：9

3

作者 陈剑龙 傅忠传 崔刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期652-654,696,共4页

为了探讨以SimpleScalar作为基础框架的修改和扩展空间,对SimpleScalar整体结构进行了描述,详细分析了其最复杂的Out-of-Order(乱序)模拟器的内核结构,通过基于SimpleScalar的应用实例,提出了改进意见.

关键词 simplescalar模拟器 内核结构 计算机 系统建模 体系结构 性能模拟

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基于SimpleScalar的M-SIM2.0模拟器内核分析与应用

4

作者 刘宇 陆岳 《电脑知识与技术》 2013年第1期212-218,共7页

SimpleScalar工具集被广泛应用于处理器建模与仿真,M-SIM2.0对其最复杂的out-of-order模拟器加入同时多线程支持,并作出相应改进。该文详细分析了基于SimpleScalar的M-SIM2.0模拟器的数据结构、流水线和函数级算法。对该模拟器在同时多... SimpleScalar工具集被广泛应用于处理器建模与仿真,M-SIM2.0对其最复杂的out-of-order模拟器加入同时多线程支持,并作出相应改进。该文详细分析了基于SimpleScalar的M-SIM2.0模拟器的数据结构、流水线和函数级算法。对该模拟器在同时多线程结构竞争研究中的应用,进行了介绍。 展开更多

关键词 M-SIM2 0 同时多线程 simplescalar 处理器建模

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基于MIPS体系的扩展指令融合技术 被引量：2

5

作者 陈文智 姜振宇 吴帆 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期1888-1897,共10页

MIPS作为RISC体系的典型代表,不能避免代码密度不高和指令域的有效利用程度低的缺陷,使得程序体积膨胀.文中将MIPS指令集扩展为exMIPS ISA,并提出一种基于MIPS体系的指令融合技术.它在解码阶段对预取指令扫描并转换成exMIPS ISA,将符合... MIPS作为RISC体系的典型代表,不能避免代码密度不高和指令域的有效利用程度低的缺陷,使得程序体积膨胀.文中将MIPS指令集扩展为exMIPS ISA,并提出一种基于MIPS体系的指令融合技术.它在解码阶段对预取指令扫描并转换成exMIPS ISA,将符合融合条件的相邻两条或多条exMIPS ISA指令压缩合并.一条"融合指令"的执行,等效于多条被融合的指令同时发射执行,不仅提升了CPU性能,也提升了指令域的有效利用率和代码密度.SimpleScalar模拟平台的实验结果显示可获得较大的性能提升. 展开更多

关键词 指令融合 代码压缩 MIPS指令集扩展 指令级并行 simplescalar

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一种SPM周期准确功耗模型分析与实现

6

作者 胡志刚 赵庆福 蒋湘涛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第2期63-65,173,共4页

功耗问题是限制嵌入式设备发展的瓶颈之一。嵌入式系统中,为了降低嵌入式处理器的整体功耗,使用SPM(Scratch-Pad Memory)部件来替换cache部件。提出了一个SPM周期准确功耗模型。模型通过扩展SimpleScalar模拟器模拟程序执行时对SPM的访... 功耗问题是限制嵌入式设备发展的瓶颈之一。嵌入式系统中,为了降低嵌入式处理器的整体功耗,使用SPM(Scratch-Pad Memory)部件来替换cache部件。提出了一个SPM周期准确功耗模型。模型通过扩展SimpleScalar模拟器模拟程序执行时对SPM的访问,获得电路输入状态,并利用集成到模拟器中周期准确的SPM功耗模型计算SPM功耗,模型克服了电路级模型可扩展性较差的缺陷,通过在SimpleScalar中配置相关参数,模拟不同大小和结构SPM的功耗。实验表明模型能够准确模拟SPM功耗(误差不超过10%)。对SPM低功耗设计和优化具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 simplescalar模拟器 片上存储器 周期准确 功耗模型

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基于VPM和随机激励的处理器核仿真建模

7

作者 许彤 张仕健 吕涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第20期19-21,24,共4页

为提高处理器核仿真模型的效率,提出基于SimpleScalar架构对龙芯1号处理器进行虚拟处理器模型行为建模,IPC平均误差为2.3%,速度达到每秒1 000 000条指令。基于可控随机事件机制实现的总线功能模型可以为片上系统(SoC)设计提供激励主动... 为提高处理器核仿真模型的效率,提出基于SimpleScalar架构对龙芯1号处理器进行虚拟处理器模型行为建模,IPC平均误差为2.3%,速度达到每秒1 000 000条指令。基于可控随机事件机制实现的总线功能模型可以为片上系统(SoC)设计提供激励主动生成方案和片上互连验证功能。实验结果证明,该方法对处理器IP仿真建模具有普适意义,能够被无缝融入SoC流程中。 展开更多

关键词 IP仿真模型 simplescalar模拟器 可控随机事件 总线功能模型 龙芯1号处理器

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嵌入式处理器动态分支预测机制研究与设计 被引量：4

8

作者 黄伟 王玉艳 章建雄 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第21期163-165,共3页

针对嵌入式处理器的特定应用环境,通过对传统神经网络算法的改进,结合定制的分支目标缓冲,提出一种复合式动态分支预测机制。该机制基于全局索引方式,对BTB结构进行定制设计,实现对循环逻辑中最后一条分支指令的精确预测。实验结果表明... 针对嵌入式处理器的特定应用环境,通过对传统神经网络算法的改进,结合定制的分支目标缓冲,提出一种复合式动态分支预测机制。该机制基于全局索引方式,对BTB结构进行定制设计,实现对循环逻辑中最后一条分支指令的精确预测。实验结果表明,该动态分支预测机制能降低硬件复杂度,提高预测精度。 展开更多

关键词 复合分支预测 神经网络 分支目标缓冲 嵌入式处理器 simplescalar模拟

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基于预缓冲机制的低功耗指令Cache 被引量：2

9

作者 王冶 张盛兵 王党辉 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第1期268-269,272,共3页

为降低微处理器中片上Cache的能耗,设计一种基于预缓冲机制的指令Cache。通过预缓冲控制部件的预测,使处理器需要的指令尽可能在缓冲区命中,从而避免访问指令Cache所造成的功耗。对7个测试程序的仿真结果表明,预缓冲机制能节省23.23%的... 为降低微处理器中片上Cache的能耗,设计一种基于预缓冲机制的指令Cache。通过预缓冲控制部件的预测,使处理器需要的指令尽可能在缓冲区命中,从而避免访问指令Cache所造成的功耗。对7个测试程序的仿真结果表明,预缓冲机制能节省23.23%的处理器功耗,程序执行性能平均提升7.53%。 展开更多

关键词 微处理器 低功耗 指令CACHE 预缓冲 simplescalar仿真器

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PLRU替换算法在嵌入式系统cache中的实现 被引量：6

10

作者 李洪 毛志刚 《微处理机》 2010年第1期16-19,共4页

合理的cache设计是缩小处理器和存储器速度差距的主要解决方法,也是影响系统性能的关键因素之一。cache替换策略是影响cache性能的主要因素,目前最常用的替换算法是LRU算法,为了降低模块复杂度和实现的难度,从LRU算法简化出一种PLRU(Pse... 合理的cache设计是缩小处理器和存储器速度差距的主要解决方法,也是影响系统性能的关键因素之一。cache替换策略是影响cache性能的主要因素,目前最常用的替换算法是LRU算法,为了降低模块复杂度和实现的难度,从LRU算法简化出一种PLRU(Pseudo LRU)替换算法。通过采用开源的SimpleScalar仿真工具,对LRU、RANDOM、FIFO、PLRU等各种常见的cache替换算法进行了性能比较和分析,并对PLRU进行实现。实验结果表明,使用PLRU替换算法cache的缺失率与LRU算法基本相同,但是有着更小的面积和更短的关键路径。 展开更多

关键词 伪LRU算法 simplescalar平台 高速缓存

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“计算机系统结构”实验课程改革和实践 被引量：1

11

作者 黄彩霞 杨凤年 《计算机教育》 2008年第14期156-159,149,共5页

计算机系统结构课程通常是使用WinDLX、DLXView、SimpleScalar等模拟器仿真的方式来进行实验教学，但此方式呆板枯燥且流于形式，我院改革了实验项目，采用“实验机箱＋PC机＋模拟器”的方式，真正实现从呆板的“验证为主”到创新的“... 计算机系统结构课程通常是使用WinDLX、DLXView、SimpleScalar等模拟器仿真的方式来进行实验教学，但此方式呆板枯燥且流于形式，我院改革了实验项目，采用“实验机箱＋PC机＋模拟器”的方式，真正实现从呆板的“验证为主”到创新的“设计为主”的飞跃。本文介绍了我院的实践经验。 展开更多

关键词 simplescalar CMPP 模拟器 实验机箱 验证 设计创新

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一种改进的基于基本块的跟踪缓存

12

作者 李海泉 管海兵 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2007年第4期765-767,共3页

跟踪缓存(Trace Cache)是着力解决取指令的带宽的一种颇具潜力的技术.SimpleScalar模拟器是使用软件手段模拟和研究CPU体系结构的重要手段.本文在介绍CPU模拟器和Trace Cache技术的基础上,提出了一种改进的基于基本块构造的Trace Cache... 跟踪缓存(Trace Cache)是着力解决取指令的带宽的一种颇具潜力的技术.SimpleScalar模拟器是使用软件手段模拟和研究CPU体系结构的重要手段.本文在介绍CPU模拟器和Trace Cache技术的基础上,提出了一种改进的基于基本块构造的Trace Cache,并在SimpleScalar模拟器中实现,并且给出了在这个平台上的试验结果. 展开更多

关键词 跟踪缓存 基本块 simplescalar 冗余

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并行阵列机模拟器的设计与实现 被引量：1

13

作者 杨柳 王亚刚 《信息技术》 2017年第9期54-57,共4页

针对现代高性能多核处理器的设计周期长、复杂性高、难度大、软件开发相对滞后等一系列问题,文中设计与实现了针对西安邮电大学自主设计的ARM并行阵列机的模拟器ARMPSim。首先,实现对ARMPSim体系结构的支持,包括对目标机器指令集的支持... 针对现代高性能多核处理器的设计周期长、复杂性高、难度大、软件开发相对滞后等一系列问题,文中设计与实现了针对西安邮电大学自主设计的ARM并行阵列机的模拟器ARMPSim。首先,实现对ARMPSim体系结构的支持,包括对目标机器指令集的支持和对目标机器存储结构的支持;其次,实现对验证需求的支持,包括实现可执行程序的装载、实现对并行程序仿真模型的支持、实现对仿真界面的支持、对单步、多步调试的支持等。ARMPSim的成功设计与实现给硬件设计人员提供设计方案并且让软件设计人员先于硬件的实现在模拟器上进行程序的开发。文中对计算机视觉标准OPENVX中的核函数分别进行串行处理和并行处理并通过ARMPSIM仿真,仿真结果计算出来的加速比显示大多数算法具有良好的线性加速。 展开更多

关键词 模拟器 simplescalar ARM ELF文件 加速比

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嵌入式操作系统内核级调用的能量模拟 被引量：1

14

作者 焦振 何继伟 孙永胜 《安阳师范学院学报》 2006年第5期32-36,共5页

能量消耗问题是近几年来人们在嵌入式系统设计中普遍关注的难点和热点,它严重制约着嵌入式系统的应用及发展。本文采用SimpleScala模拟器对执行简单应用程序时的系统调用所产生的能量消耗进行量化对比分析,并对该领域进行了初步的研究... 能量消耗问题是近几年来人们在嵌入式系统设计中普遍关注的难点和热点,它严重制约着嵌入式系统的应用及发展。本文采用SimpleScala模拟器对执行简单应用程序时的系统调用所产生的能量消耗进行量化对比分析,并对该领域进行了初步的研究和探索。 展开更多

关键词 SimpleScala模拟器 操作系统 系统调用 能量模拟

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基于MIPS架构的软件性能探究工具

15

作者 梁成豪 《电子技术与软件工程》 2018年第8期61-62,共2页

如今,人们更多的是利用高级语言(如C语言)去开发软件。而随着业务和计算的复杂度提高,以及软件运行平台本身的影响,如何理想地探究单个软件性能成了一个难以完成的任务。本文就在计算机体系结构仿真工具Simple Scalar之上,通过引入统计... 如今,人们更多的是利用高级语言(如C语言)去开发软件。而随着业务和计算的复杂度提高,以及软件运行平台本身的影响,如何理想地探究单个软件性能成了一个难以完成的任务。本文就在计算机体系结构仿真工具Simple Scalar之上,通过引入统计方式方法,来使在纯净环境下探究MIPS架构下C应用程序的性能成为可能。 展开更多

关键词 软件性能 计算机体系结构 simplescalar MIPS

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The exception handler of multithreaded processors

16

作者 TU Jih-fu 《通讯和计算机（中英文版）》 2007年第3期1-12,37,共13页

关键词 多线程处理器 故障处理程序 线槽 佩特里网 计算机

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