RefreeMIPS : a CGRA-based MIPS architecture

• Autor(a) principal: Jost, Tiago Trevisan
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/110751
• topic: Microeletrônica; Mips; Coarse-grained reconfigurable architectures; Register file; MIPS instruction set

CGRAs são dispositivos que exploram reconfigurabilidade de modo a obter alta performance e eficiente consumo de energia. São considerados tão potentes quanto ASICs, porém muito mais flexíveis. Inúmeros desses dispositivos foram propostos, entretanto, nenhum deles elimina o uso de banco de registradores. Register File Free, ReFree, é um CGRA que usa uma abordagem diferente na qual banco de registradores são substituídos por unidades de armazenamento internas aos Elementos de Processamento, e portanto, permitindo uma maior banda em um menor custo. ReFree foi primeiramente projetado para ser usado como um acelerador multimídia, por isso, instruções de fluxo de controle não são originalmente suportadas pela arquitetura. Este trabalho tem como principal objetivo estender a funcionalidade do ReFree permitindo que instruções MIPS-I possam ser executadas e, portanto, adicionando suporte a instruções de controle de fluxo. Essa nova arquitetura, chamada ReFreeMIPS, pode executar duas ISAs diferentes, uma que permite a execução de instruções em paralelo e outra na qual código MIPS pode ser executado. Além disso, nós avaliamos o impacto desta implementação em relação à arquitetura original, por meio de medições de área e frequência. Verificamos que houve um acréscimo de 45% no número de FFs e 14% no número de LUTs em relação à arquitetura original. Para fins de experimentação, também comparamos o desempenho de nossa arquitetura com uma implementação padrão MIPS, quando executando aplicações compiladas para este tipo de ISA. Nessa comparação, observamos um slow-down de aproximadamente 20% no desempenho de nossa arquitetura. Ressaltamos, porém, que o objetivo do trabalho não foi obter speedup em relação ao MIPS, mas, sim, estender a funcionalidade do ReFree.