一种精确的调用图生成技术

调用图是过程间分析和程度自动并行化的基础。生成精确调用图可以进一步开发程序的并行性。此文针对Ｆｏｒｔｒａｎ程序，提出了一项完全消除哑过程，产生精确调用图的技术与相应的算法。该算法已在面向ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ的程序自动并行化工具中实现。     

基于相关性的同步优化算法

给出了一种基于数据相关图的同步优化算法，作为自动并行化编译器中的一个独立遍，利用并行化编译器对程序的相关性分析结果来实现编译时barrier同步优化。     

一个面向仿真程序的任务聚类算法

对仿真程序原始任务图的聚类运算是实现仿真程序并行化的关键。在研制面向仿真程序自动并行化系统AFPS的过程中,提出了一个基于状态变量一阶微分的并行任务聚类算法。使用结果表明,该算法可以最大限度地保证各处理机结点的负载均衡,减少通信次数,且易于实现通信变量的自动确定。     

基于线程的Java程序自动并行转换技术

Java程序的并行化研究是一个重要课题.提出一种Java程序的自动并行转换技术,并充分利用Java语言本身提供的多线程机制,通过操作冲突性检测等方法将串行化的Java程序自动转化成并行化程序.使得转化后的并行化程序在多处理机操作系统的支持下,能在共享内存的多处理机系统上运行,从而提高了程序的运行效率.     

一个面向任务图并行程序的错误检查工具

AceMesh是一种基于数据流描述的任务并行编程语言,它允许程序员从串行程序出发,追加并行区域、并行循环的制导以及任务区的数据访问信息,AceMesh编译系统则自动把该程序转化为异步任务图并行的程序。分析了AceMesh程序改写中常见的并行化错误,介绍了其错误检查工具AceMeshCheck的结构,描述了访存轨迹的高效收集、存储方法以及逻辑形状推导的三维压缩算法。实验表明,AceMeshCheck不仅能分析出制导程序中的典型错误,而且开销较小。     

基于SUIF自动产生具有OpenMP编译指示的并行程序

介绍了如何基于SUIF实现具有OpenMP编译指示的自动并行化工作,即利用SUIF系统所提供的遍(pass)、注释(annotation)和C抽象语法树等技术,通过对类Ctrec的修改,把并行注释转化为OpenMP编译指示,实现由串行程序到并行C程序的自动生成。     

共享内存结构并行程序的编译器优化

共享内存结构上的程序自动并行化通常实现循环级并行,采用fork-join执行模式,并行性能有待提高。论文结合fork-join和SPMD两种执行模式的优势,在并行化编译过程中通过并行区合并和扩展,实现fork-join和SPMD混合执行模式,并在SPMD并行区中实现了基于跨处理器相关图的barrier同步优化。分析验证表明,这些优化策略减少了并行区和barrier同步的数目,有效地提高了生成并行程序的性能。     

自动并行编译新技术

自动并行编译为并行化现有的串行程序及编写新的并行程序提供了重要的支持 ,因此 2 0多年来一直受到重视 .近几年来 ,自动并行编译技术的研究进展 ,包括在依赖关系分析、程序变换、数据分布和重分布及调度等方面的进展 ,将自动并行编译进一步推向了实用化 .该文介绍了自动并行编译技术的最新进展 ,并提出了进一步的研究所要解决的问题.     

面向神威高性能多核处理器的并行编译优化方法

在神威高性能多核服务器上,自动并行化编译系统为识别和申明程序中的并行性,产生的OpenMP程序没有经过充分的优化,其采用简单的fork-join模型,存在大量的并行循环嵌套,导致运行效率低。为提升自动并行化编译系统产生的OpenMP程序的运行效率,提出一种并行域重构优化技术。并行域重构技术通过合并程序中的并行域和扩展嵌套循环中的并行域范围,减少OpenMP程序的并行域数目,降低线程组频繁创建和合并等控制开销,将简单fork-join模型的OpenMP程序转换为性能更为高效的单程序多数据模型的OpenMP程序。实验结果表明,在新一代神威高性能多核服务器SW1621平台上,并行域重构技术在NPB3.3-OMP测试集和SPEC OMP2012测试集上的运行效率分别提高了10.77%和7.94%的,可有效提升自动并行化编译系统OpenMP程序的执行效率。     

基于LLVM Pass的复杂嵌套循环自动并行化框架

随着多核处理器的普及应用,针对嵌入式遗留系统中串行代码的自动并行化方法是研究热点.其中,针对具有非完美嵌套结构、非仿射依赖关系特征的复杂嵌套循环的自动并行化方法存在技术挑战.提出了一种基于LLVMPass的复杂嵌套循环的自动并行化框架(CNLPF).首先,提出了一种复杂嵌套循环的表示模型,即循环结构树,并将嵌套循环的正则区域自动转换为循环结构树表示;然后,对循环结构树进行数据依赖分析,构建循环内和循环间的依赖关系;最后,基于OpenMP共享内存的编程模型生成并行的循环程序.针对SPEC2006数据集中包含近500个复杂嵌套循环的6个程序案例,分别对其进行复杂嵌套循环占比统计和并行性能加速测试.结果表明,提出的自动并行化框架可以处理LLVMPolly无法优化的复杂嵌套循环,增强了LLVM的并行编译优化能力,且该方法结合Polly的组合优化,比单独采用Polly优化的加速效果提升了9%-43%.     

MOCVD系统的气体流量自动控制研究

研究了MOCVD(金属有机物化学气相沉积)系统中气体流量的自动控制方法。研究分析了基于质量流量控制器(M FC)、可编程序控制器(PLC)和触摸屏的自动控制系统气体流量自动控制方法。该方法提高了MOCVD系统的自动化控制水平,确保了工艺的重复性和稳定性,使得MOCVD系统气体流量控制水平有显著提高。     

使用后向信息的动态数据流分析

介绍了动态数据流分析的基本方法,分析了它在复杂控制流条件下的不足,提出了一种能够使用后向信息来进行动态数据流分析的BPD测试方法,该方法能够消除动态死码的副作用,从一个循环中提取相当部分的并行性。给出了在SPEC95基准程序包中的fpppp.f的实验结果,验证了BPD测试可以获得其他现有方法不能取得的显著的加速比。     

快速自动程序流分析方法研究

介绍一种自动程序流信息分析方法,使用静态单赋值简化程序切片中的数据依赖关系,利用简单快速程序切片算法删除对循环控制无影响的语句和控制谓词,利用抽象解释自动精确获得程序流信息。实验结果表明,在不失精度的情况下,该方法的分析速度较普通方法快了近25%,且未假定任何程序格式,适用于任何程序格式的流分析过程。     

Towards Verification of Well-Formed Transactions in Java Card Bytecode

Using transactions in Java Card bytecode programs can be rather tricky and requires special attention from the programmer in order to work around some of the limitations imposed and to avoid introducing serious run-time errors due to inappropriate use of transactions.In this paper we present a novel analysis that combines control and data flow analysis with an analysis that tracks active transactions in a Java Card bytecode program. We formally prove the correctness of the analysis and show how it can be used to solve the above problem of guaranteeing that transactions in a Java Card bytecode program are well-formed and thus do not give rise to run-time errors.     

Evaluating automatic parallelization in SUIF

This paper presents the results of an experiment to measure empirically the remaining opportunities for exploiting loop-level parallelism that are missed by the Stanford SUIF compiler, a state-of-the-art automatic parallelization system targeting shared-memory multiprocessor architectures. For the purposes of this experiment, we have developed a run-time parallelization test called the Extended Lazy Privatizing Doall (ELPD) test, which is able to simultaneously test multiple loops in a loop nest. The ELPD test identifies a specific type of parallelism where each iteration of the loop being tested accesses independent data, possibly by making some of the data private to each processor. For 29 programs in three benchmark suites, the ELPD test was executed at run time for each candidate loop left unparallelized by the SUIF compiler to identify which of these loops could safely execute in parallel for the given program input. The results of this experiment point to two main requirements for improving the effectiveness of parallelizing compiler technology: incorporating control flow tests into analysis and extracting low-cost run-time parallelization tests from analysis results     

基于状态转换的PLC程序模型构建方法

针对可编程逻辑控制器（PLC）程序在进行NuSMV模型检测时需要手工对程序进行建模,不仅浪费人力且容易出错的问题,提出一种基于状态转移的PLC程序模型自动化构建方法。该方法首先分析结构化文本（ST）语言特性并解析ST程序为抽象语法树;其次,在抽象语法树基础上,根据不同的文法结构进行控制流分析生成控制流图;然后,通过数据流分析得到程序依赖图;最后,根据程序依赖图生成NuSMV的输入模型。实验结果表明,所提方法实现了ST程序到NuSMV输入模型的自动化构建,并且构建的NuSMV输入模型既保留了ST程序的原有特性又符合NuSMV模型检测工具输入的规范,与传统手工模型构建方法相比,提高了模型生成的效率和准确率。     

Indirect Branch Validation Unit

This paper presents a micro-architectural enhancement, named Indirect Branch Validation Unit (IBVU), to prevent malicious attacks from compromising the control data of the program. The IBVU provides a run-time control flow protection by validating a dynamic instance of an indirect branch’s address and its target address – indirect branch pair (IBP), which represents the program behavior. To validate an IBP at run-time with little performance and storage overhead, the IBVU employs a Bloom filter, a hashing based bit vector representation for querying a set membership. Two organizations trading off of the access delay and space in VLSI design are provided, and three commonly used hashing schemes are evaluated for the performance impact as well as the area overhead. Recognizing potential false positives from adopting the Bloom filter, consideration of reducing it per the Bloom filter’s design parameters is discussed, while the difficulty of utilizing the false positives due to hashing based indexing of the Bloom filter for malicious attack is noted.     

基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统设计

为提高水利自动灌溉控制稳定性、减少数据采集时间,降低能耗开销,提出基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统。软件设计部分由水利自动灌溉传感信息采集模块、自动控制信息处理模块、AD信息转换模块、水利自动灌溉的人机交互模块和接口模块组成。采用APLC21160逻辑控制处理器作为主控芯片,进行水利自动灌溉控制系统的程序控制,设计交叉编译模块进行水利自动灌溉控制指令加载。采用无线传感器进行水利自动灌溉控制系统的数据采样,通过开关频率转换的方法进行水利自动灌溉控制过程中的水流量自动化调节,结合模糊PID控制方法进行水利自动灌溉控制的算法优化设计。硬件设计部分通过DSP发送水利自动灌溉控制系统控制指令,采用VIX总线处理技术进行水利自动灌溉的控制总线设计,实现水利自动灌溉控制系统的硬件优化设计。系统测试结果表明,采用该方法进行水利自动灌溉控制系统设计的输出稳定性较好,系统的可靠性较高,具有能耗开销低,耗时短的特点。     

基于LabWindows/CVI的机载武器测试系统程序设计

自动测试程序应用于基于VXI总线的综合测试系统,检测某型飞机机载武器发射控制系统的完好性;采用LabWindows/CVI技术开发平台,进行软件模块化和可视化设计,通过控制综合测试系统,自动测试程序实现了对机载武器发射控制系统的数据采集、信息处理、故障诊断;实际应用表明,该程序在稳定性、可靠性、维护性等方面性能优越,满足机载武器系统测试的需求。