佘增辉，樊晓桠，张 萌

(西北工业大学计算机学院，西安710129)

1 概述

在媒体应用、信号处理和科学计算等领域，以密集计算为典型特征的流应用［1］正成为微处理器面对的一类主要负载。十多年来，国际学术界和工业界涌现出了多种流体系结构和流处理器，典型的结构有 Imagine、Merrimac、CELL、RAW、TRIPS、STORM系列高性能DSP、NVIDIA的GPU和AMD流处理器等。LT-SP2是一款面向流应用的多核流处理器体系结构，能对大规模数据进行并行处理。LT-SP2采用两级流编程模型，流级(Stream)和核心级(Kernel)。Stream级程序主要进行程序控制和资源分配，Kernel级程序则进行高度的并行计算。两级编程模型能够有效地把访存和计算分离开来，保证了计算所需的数据带宽。

基于LT-SP2采用的两级编程模型，流应用程序的运行需要两级编译器［2］提供支持。流应用程序采用高级语言编写，然后经过Stream级编译器和Kernel级编译器两级编译生成目标二进制在LTSP2流计算平台上运行。所论述的汇编器作为Kernel级编译器的一部分，负责Kernel级程序的指令调度和寄存器分配，在LT-SP2的研究中具有重要意义。在航天应用领域，空间粒子辐射能够引起存储器粒子翻转［3］等错误，大大降低了系统的安全性。LT-SP2汇编器通过引入冗余备份和校验机制，提升了计算系统的容错性能。首先介绍了LT-SP2的体系结构与指令集，然后进一步讨论LTSP2汇编器的设计与实现问题，最后对实验结果进行了分析。

2 LT-SP2流体系结构与指令集

2.1 LT-SP2流体系结构

针对流应用具有的丰富并行性、多层次局域性和数据访问可预知性等特点，LT-SP2体系结构充分挖掘数据级并行［4］和优化存储结构，提出了一种处理大规模并行计算问题的高效解决方案。……