[发明专利]基于Petri网的微处理器微体系结构参数优化方法

摘要

本发明公开了一种基于Petri网的微处理器微体系结构参数优化方法，步骤包括基于着色Petri网构造流水线模型的模板，获取目标应用程序的指令序列，获取指令间相关信息及功能单元类型，生成目标程序在当前参数配置下运行的着色Petri网模型，使用Petri网模拟工具模拟并生成模拟报告，根据模拟报告将着色Petri网模型生成对应的有向无环图，计算有向无环图的关键路径、关键路径所经过的节点，计算每个节点的每个入边的松弛时间，分析微处理器在当前微体系结构参数配置下运行目标应用程序的性能瓶颈或功耗瓶颈，如果需要优化，则将微体系结构参数进行调整。本发明具有预测可信度及精度高、探索设计空间涉及范围广、优化算法复杂度较低、优化快速高效的优点。

主权项

一种基于Petri网的微处理器微体系结构参数优化方法，其特征在于实施步骤如下：1）根据微处理器的微体系结构，基于着色Petri网构造流水线模型的模板；2）获取在该微处理器上运行目标应用程序的指令序列；3）对所述指令序列进行分析，获取指令间的数据相关、控制相关和结构相关信息，并获取每条指令所使用的功能单元类型；4）基于所述流水线模型的模板、指令序列、指令间的数据相关、控制相关和结构相关信息和指令序列使用的功能单元类型，生成用于描述目标程序在当前微体系结构的参数配置下的微处理器上运行情况的着色Petri网模型；5）使用Petri网模拟工具对着色Petri网模型进行模拟并生成模拟报告，所述模拟报告的内容包括以模拟步为序列给出每个模拟步触发的变迁和变迁被触发的时间；6）根据所述模拟报告将着色Petri网模型生成对应的有向无环图；7）计算所述有向无环图的关键路径得到关键路径矩阵，关键路径长度表示当前程序段在该处理器上执行的时间，根据关键路径矩阵列出关键路径所经过的节点，根据关键路径的节点和边的组成、关键路径中每种类型边的数量和延迟之和生成关键路径报告；计算每个节点的每个入边的松弛时间并生成松弛时间报告；8）以所述关键路径报告、松弛时间报告为基础，分析微处理器在当前微体系结构参数配置下运行目标应用程序的性能瓶颈或功耗瓶颈；9）根据微处理器在当前微体系结构参数配置下运行目标应用程序的性能瓶颈或功耗瓶颈的分析结果判断微处理器微体系结构的参数是否需要优化，如果需要优化则将微体系结构参数进行调整，并跳转执行步骤1）；如果不需要优化，则结束并退出；所述步骤4）生成用于描述目标程序在当前微体系结构的参数配置下的微处理器上运行情况的着色Petri网模型时，具体是指将数据相关、控制相关在着色Petri网上用边来表示，将结构相关通过着色Petri网的资源约束Place实现。