Escalonamento de instruções em arquiteturas VLIW particionadas explorando Bypassing de operandos

Abstract

A incansável busca por máquinas mais velozes, aliada aos enormes avanços tecnológicos na concepção de circuitos integrados, retiraram as arquiteturas Very Long Instruction W ord (VLIW) de um estado amórfico para a realidade. Embora tenham surgido como Cis recentemente [1], as máquinas VLIW foram idealizadas há algumas décadas atrás [13,16,22,23]. Os processadores que definem este modelo de processamento não mais obedecem regras clássicas de execução: instruções de um dos possíveis fluxos de controle de um comando de desvio condicional são executadas mesmo antes do término da avaliação da condição, a qual determinará se a transferência de controle deverá ocorrer ou não; executam simultaneamente inúmeras instruções, de diferentes tipos, oriundas do mesmo programa; computam programas que foram compilados de uma forma revolucionária: todo o programa é analisado em busca de operações paralelizáveis, como se fosse um único (macro) bloco.Numa tentativa de contribuição a esta linha de pesquisa, este trabalho visa a detecção e exploração do paralelismo 'escondido' em programas originalmente sequenciais. Esta busca gera resultados que são analisados e quantificados com o intuito de se encontrar uma arquitetura-alvo adequada para uma aplicação específica. Esta metodologia encontra-se inserida no contexto de uma área denominada Embedded Systems, a qual se preocupa em otimizar ao máximo a execução de uma classe restrita de aplicações ou até mesmo uma única aplicação-chave de um sistema dedicado.O modelo de arquitetura considerado neste trabalho é denominado VLIW particionado (do inglês partitioned VLTW). Este modelo difere da máquina VLIW ideal pelo fato de não possuir um único banco de registradores centralizado, mas sim vários bancos de registradores que se comunicam através de barramentos especiais.Com este modelo de arquitetura em mãos, o trabalho desenvolvido nesta dissertação trata da investigação de problemas relacionados com o mapeamento de uma aplicação específica a uma máquina VLIW dedicada. Em um macro-cenário, este trabalho tenta responder a seguinte questão: "Qual é a máquina VLIW adequada para uma dada aplicação?". Ou ainda, "Quantos bancos de registradores e quantas unidades funcionais o processador para esta aplicação deveria ter?''.