著者

藤井 裕也 武内 良典 今井 正治

雑誌

情報処理学会論文誌 (ISSN:18827764)

巻号頁・発行日

vol.54, no.7, pp.1883-1891, 2013-07-15

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本論文では,VLIWプロセッサのための電力制約を考慮した命令スケジューリング手法を提案する.近年,組込みプロセッサは家電製品や携帯電話など様々な製品で用いられる.これらの組込みプロセッサの中には,消費電力に制約がある中で高い性能を発揮することが求められるものもある.低消費電力で高い性能を期待できるプロセッサとして,VLIW(Very Long Instruction Word)プロセッサがある.VLIWプロセッサは複数の演算を同時に実行できるため演算処理能力が高いが,同時に処理する演算の組合せによって消費電力が大きく異なるため,ピーク電力が高くなってしまう可能性がある.そこで,VLIWプロセッサのための電力制約を考慮した命令スケジューリング手法を提案する.本スケジューリング問題を電力制約下で実行サイクル数を最小化する最適化問題と定式化し,この問題の最適解を求めるアルゴリズムを示す.その後,この問題の準最適解を求めるアルゴリズムを提案し,最適解との比較を行う.評価実験では,パイプライン構造とマルチサイクル命令を持つプロセッサに対し様々な電力制約のもとでベンチマークプログラムへのスケジューリングを行い,スケジューリング時間と得られたスケジュールの性能を比較した.その結果,提案するアルゴリズムでは,短い命令列に対してはほぼ最適解と同等の解が得られること,最適解が1時間以内に求まらない問題に対しても準最適解を1ミリ秒以内に求められることを確認した.In this paper, an instruction scheduling for VLIW processors considering power constraints is proposed. In recent years, most products such as home electronics and mobile phones contain embedded processors, which are required high performance under the limited power. While Very Long Instruction Word (VLIW) processors can achieve high performance because they can execute several instructions simultaneously, they consume high power at the peak load. Therefore, an instruction scheduling for VLIW processors considering power constraints is proposed. This scheduling problem is defined as an optimization problem for minimizing execution cycles under the power constraint. The algorithms for searching optimal solutions and suboptimal solutions are proposed. Experimental results show that the proposed method can generate almost optimal scheduling results within enough short time for small problems. Scheduling results can be obtained within a millisecond for the input that the optimal solution cannot be obtained within an hour.