多处理器片上系统的硬件设计与工具集成/国际信息工程先进技术译丛

由迈克尔·哈布纳、于尔根·贝克尔主编的《多 处理器片上系统的硬件设计与工具集成/国际信息工 程先进技术译丛》主要讲了片上多处理器(chip multiprocessor)，又称多核微处理器或简称CMP， 已成为构造现代高性能微处理器的重要技术途径。片 上多处理器领域正在蓬勃发展，具有巨大的商业和科 研价值。 本书共11章：第1章介绍了当今多核片上系统所 面临的趋势与挑战；第2章讲述了在嵌入式多处理器 平台上的验证和组合的问题；第3章分析了在片上多 处理器系统中硬件支持下的有效资源利用和建议方法 ，这些方法用来解决合理利用并行资源的问题；第4 章阐明了在多核上的映射应用；第5章讲述了多核芯 片消息传递的案例；第6章主要给读者阐述了FPGA在 RAMPSoC中的应用、优点和前景，以及被称为CAP-OS 的特殊用途操作系统；第7章提出了一种新的综合系 统物理设计方法；第8章考察了低功耗系统级芯片的 系统级设计；第9章深入探索了对于嵌入式应用空间 多核系统所提供的机遇、多核系统设计相关的挑战以 及一些创新的方法来应对这些挑战；第10章介绍了高 性能多处理器片上系统作用、前景以及发展趋势；最 后一章给读者讲述了一种被称为侵入计算的新型并行 计算系统。 本书适合从事电子信息、微电子设计、计算机硬 件设计研究工作的相关人员、科研院所研究人员，以 及高校相关专业的教师及学生参考学习使用。

译者序 原书前言 第1章 多核片上系统介绍——趋势与挑战 1.1 从片上系统到多处理器片上系统 1.2 多处理器片上系统的通用架构 1.2.1 处理单元 1.2.2 互连 1.2.3 电源管理 1.3 电源效率与适应性 1.4 复杂性与可扩展性 1.5 异构与同构方法 1.5.1 异构多处理器片上系统 1.5.2 同构多处理器片上系统 1.6 多变量优化 1.6.1 静态优化 1.6.2 动态优化 1.7 静态与动态中心化和分散方法的对比 1.8 小结 缩略语 参考文献 第1部分应用映射与通信基础设施 第2章 独立开发、验证与执行的可组合性与可预测性 2.1 简介 2.2 可组合性与可预测性 2.2.1 专用术语 2.2.2 可组合资源 2.2.3 可预测性资源 2.2.4 可组合与可预测资源 2.3 处理器芯片 2.3.1 可组合性 2.3.2 可预测性 2.4 互连 2.4.1 可组合性 2.4.2 可预测性 2.5 存储芯片 2.5.1 可预测性 2.5.2 可组合性 2.6 实验 2.7 小结 参考文献 第3章 在片上多处理器系统中硬件支持下的有效资源利用 3.1 简介 3.2 学习网络处理应用 3.2.1 商用网络处理器 3.2.2 网络应用实例 3.2.3 FlexPathNP方法 3.2.4 通过网络处理可以在多核域中学到什么 3.3 学习高性能计算和科学计算 3.3.1 芯片上的分层多拓扑网络 3.3.2 任务管理 3.3.3 同步子系统 3.3.4 从超级计算中可以在多核领域学到什么 3.4 自然界生物启发、自组织系统的学习 3.4.1 自然界独立生存体的集体行为和技术系统 3.4.2 自适应IP核的技术实现 3.4.3 多核领域从自然界能够学到什么 3.5 小结 参考文献 第4章 在多核上的映射应用 4.1 PALLAS 4.2 驱动应用 4.2.1 基于内容的图像检索 4.2.2 光流跟踪 4.2.3 静态视频背景提取 4.2.4 自动语音识别 4.2.5 压缩传感 4.2.6 市场价值的风险估计计算金融 4.2.7 游戏 4.2.8 机器翻译 4.2.9 本节小结 4.3 并行性能的观点 4.3.1 不被要求的线性缩放 4.3.2 衡量实际的实物硬件问题 4.3.3 考虑算法 4.3.4 归纳 4.4 模式的框架 4.4.1 应用程序框架 4.4.2 规划框架 4.5 小结 4.6 附录 4.6.1 结构模式 4.6.2 计算模式 4.6.3 并行算法策略模式 参考文献 第5章 消息传递给多核芯片的例子 5.1 度量标准比较的并行编程模型 5.2 对比框架 5.3 对比消息传递和共享内存 5.3.1 议程并行 5.3.2 结果并行 5.3.3 专家并行 5.4 框架结构的影响 5.5 讨论和小结 参考文献 第2部分多处理器系统的可重构硬件 第6章 适应性多处理器片上系统构建：自主系统设计和运行时间支持的新角度 6.1 简介 6.2 背景：硬件重新配置的介绍 6.2.1 时钟重置基本概念 6.2.2 时钟重置基本概念和配置间隔分类 6.3 有关工作 6.4 RAMPSoC方法 6.5 RAMPSoC的硬件架构 6.6 RAMPSoC的设计方法 6.7 CAP-OS：用于RAMPSoC配置访问端口操作系统 6.8 小结与展望 参考文献 第3部分多处理器系统的物理设计 第7章 设计工具和芯片物理设计模型 7.1 简介 7.2 MOS复杂门的应用 7.3 减少线长 7.4 减少功率 7.5 布局策略 7.6 一个晶体管网络的布局 7.7 使用ASTRAN帮助模拟单元的合成 7.8 小结 参考文献 第8章 电源感知多核SoC芯片和NoC设计 8.1 简介 8.2 功率估算模型：从电子表格到功率状态机 8.2.1 处理器的功耗模型 8.2.2 存储功耗模型 8.2.3 片上互连的功耗模型 8.2.4 功率模型的嵌入式软件 8.2.5 功率估算、分析和优化工具 8.2.6 标准化和功率格式 8.3 电源管理 8.3.1 管理技术分类 8.3.2 功率的动态监测和散热管理 8.4 未来趋势 参考文献 第4部分多处理器系统的趋势与挑战 第9章 嵌入式多核系统：设计挑战与机遇 9.1 简介 9.2 “真实世界”的要求 9.2.1 恒功率持续的高性能要求 9.2.2 高级系统集成的需求 9.3 产业增长的驱动力和可持续发展的大趋势 9.3.1 互动世界 9.3.2 连通世界 9.3.3 安全世界 9.4 区分多核SoC特性 9.4.1 虚拟化 9.4.2 异构多核系统 9.5 多核设计：关键因素 9.6 性能 9.7 系统带宽 9.8 软件复杂性 9.9 SoC集成 9.9.1 面积和功率 9.9.2 互连的关键作用 9.9.3 互连拓扑的选择 9.9.4 软件 9.9.5 异构多核 9.10 多核设计：挑战与机遇 9.10.1 汇合点性能目标 9.10.2 基于标准的编程模型 9.10.3 高级调试与优化 9.11 小结 参考文献 第10章 高性能多处理器片上系统：面向大规模市场的芯片架构 10.1 简介 10.1.1 大规模市场与高性能 10.2 比例形式与用户期望 10.2.1 比例的限制 10.3 CPU的趋势 10.3.1 功率 10.3.2 暗硅 10.3.3 如何处理暗硅 10.4 小结 参考文献 第11章 侵入计算：概述 11.1 简介 11.1.1 并行处理已经成为主流 11.1.2 在未来2020年及以后的困难和不足 11.1.3 侵入计算的挑战和原则 11.1.4 支持侵入计算的架构挑战 11.1.5 用于侵入计算支持下的符号表示问题 11.1.6 支持侵入计算的算法和语言挑战 11.1.7 侵入计算的操作系统问题 11.2 侵入式程序的例子 11.3 预期影响和风险 参考文献