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基于執(zhí)行頻率的循環(huán)展開優(yōu)化方法_余小喜
目前，基于電池供電的嵌入式設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，同時， 芯片的運行頻率和集成度越來越高，對能量的需求也越來越大， 但電池技術(shù)的發(fā)展則相對滯后。因此，低功耗成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的一個最主要目標。循環(huán)展開是編譯級低功耗優(yōu)化所普遍采用的方法，這種優(yōu)化方法最主要的優(yōu)勢是減少了跳轉(zhuǎn)指令和條件測試指令的開銷，增加了指令間的并行性，更重要的展開后的代碼為編譯器創(chuàng)造了更多的潛在優(yōu)化機會。循環(huán)展開是一個代碼膨脹的優(yōu)化， 展開因子的選取非常重要，如果選取太大，將會造成代碼量的迅速膨脹，更重要的是造成 I-Cache 的大量溢出從而導(dǎo)致系統(tǒng)總體性能的降低和功耗的增加;如果選取太小，將不能充分發(fā)揮循環(huán)展開的優(yōu)化潛能。可惜的是，目前還沒有一個有效的選取合適的展開因子算法。同時，傳統(tǒng)的編譯器為了減少代碼量的增加，在選擇展開因子上通常比較保守，此外，編譯器對所有的循環(huán)都進行了展開，這對于有限的嵌入式設(shè)備存儲空間而言是不夠合理的，首先，展開那些很少被執(zhí)行的循環(huán)將會造成代碼量的迅速膨脹， 雖然現(xiàn)在的存儲器都比較便宜， 存儲空間的不足可以通過增加存儲容量的辦法來解決，但是更大的存儲空間將意味著要消耗更多的能量;其次，對于一些執(zhí)行頻率很高的循環(huán)而言，編譯器的展開尺度又顯得太小，這樣又喪失了很多的潛在的優(yōu)化機會。
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