面向异构多核微体系结构的物理规划研究

超深亚微米互连效应影响下，传统微处理器设计中体系结构设计与物理设计分而治之的策略不再适用于微处理器设计的发展。本项目创新性地将物理设计引入体系结构设计初期规划阶段，从内核的体系结构优化出发，结合可定制的微处理器设计，面向异构多核的体系结构，设计实现高性能低功耗微体系结构的物理规划设计流程。研究内容包括：1）针对微体系结构的流水线设计，设计适用于内核物理设计的评价模型，2）结合体系结构设计和指令集设计模式，设计实现面向指令集设计的布图优化策略；3）研究面向异构多核微体系结构的拓扑优化策略；4）设计和实现高性能，低功耗和高可靠性体系结构的增量式物理规划流程和算法；5）结合三维芯片设计技术，设计面向异构多核体系结构设计的优化流程。本项目从我国的应用需求和社会需求出发，从理论和实践上为微处理器设计中的物理设计与体系结构的设计矛盾提供解决方案和设计工具，避免设计过程中反复迭代，提高设计效率。

超深亚微米互连效应影响下，传统微处理器设计中体系结构设计与物理设计分而治之的策略不再适用于微处理器设计的发展。本项目创新性地将物理设计引入体系结构设计初期规划阶段，从可重构内核的体系结构优化出发，结合微处理器可定制指令集的设计，以及多核系统片上网络的体系结构，设计实现高性能低功耗异构多核系统物理规划设计流程。研究成果具体包括：1) 以功耗和性能为目标设计实现了面向异构多核处理器的高效的评价模型，并在此基础上建立和完善了异构多核片上网络物理规划引擎，从而实现了拓扑规划以及物理实现相结合的优化设计平台; 2)结合新的低功耗技术实现了在多核体系结构中从物理规划，互连线到内存结构的优化设计；3)在微体系结构设计方面，结合可重构技术的设计实现，创新性地研究和实现了模块可重构处理器的自动综合调度设计，以及面向动态可重构设计的协同布局算法，并且结合硬件物理约束研究基于基本代码块的可重构内核指令定制方法，取得了创新性的成果; 4)结合三维芯片的体系结构,研究芯片设计的优化以及片上网络在三维芯片设计中的增量式设计流程。本项目的研究面向实际的应用需求，不仅仅在理论和实践上为微处理器设计中的物理设计与体系结构的设计矛盾提供解决方案和设计工具，并且多个优化算法可以有效地嵌入到当前的设计流程中, 从而能帮助设计者避免设计过程中反复迭代，提高设计效率。本项目发表或录用国际学生会议和国际期刊论文23篇，其中6篇被SCI检索，申请国家专利4项。