專利名稱：動態(tài)可重構裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動態(tài)可重構裝置，特別是細粒度動態(tài)可重構裝置。
背景技術：
文獻1 "專利號為US20070162529的美國專利"公開了一種動態(tài)可重構電路。該 裝置由多片F(xiàn)PGA、存儲模塊、互聯(lián)模塊、磁盤陣列構成。其中存儲模塊及磁盤陣列模塊負責 數(shù)據(jù)存儲，F(xiàn)PGA負責電路的重構、計算任務，互聯(lián)模塊負責各個模塊之間的連接。存在一個 控制模塊，該控制模塊向FPGA提供電能并控制FPGA配置，配置信息包包括FPGA的配置文 件、連接開關部件的初始化信息以及描述每個FPGA反饋信號的腳本。該裝置可以實現(xiàn)大規(guī) 模的動態(tài)可重構系統(tǒng)，對特殊計算需求的任務進行加速。但是該裝置的FPGA配置策略比較 簡單，無法對重構的電路進行復用。 文獻2 "專利號為US20090106341的美國專利"公開了一種動態(tài)可重構的基帶處 理裝置。該裝置由PN碼生成部件、旋轉因子生成部件、系數(shù)存儲器、輸入數(shù)據(jù)存儲器、輸出 數(shù)據(jù)存儲器、延遲部件、復雜乘法部件、復雜加法部件、復雜減法部件及控制部件組成。該控 制部件通過控制各個部件之間的互聯(lián)關系達到電路的動態(tài)可重構。通過控制可重構處理模 塊，可以選擇性地實現(xiàn)基2蝶形運算核、PN相關器、自動相關器及復雜加法器。該動態(tài)可重 構裝置采用了粗粒度的可重構，各個重構電路的結構不同，因此無法達到電路復用，導致該 動態(tài)可重構電路的資源利用率較低，無法靈活地實現(xiàn)任務的動態(tài)可重構。 文獻3 "專利號為US20070113054的美國專利"公開了一種大粒度的動態(tài)可重構 系統(tǒng)。該裝置中，處理單元采用行的形式相互連接，通過設置行模式，可以實現(xiàn)流水或者并 行的處理模式。由于選擇了合適的粒度、有限的互聯(lián)資源、數(shù)據(jù)分布電路，可以在一個周期 內(nèi)實現(xiàn)局部或者常規(guī)的組件重構。該發(fā)明實現(xiàn)了一種同構、快速的動態(tài)可重構，為可重構資 源的管理、重構優(yōu)化帶來了可能。但是，該裝置的重構結構比較簡單，無法有效提高面向?qū)?用領域的大規(guī)模電路重構的電路計算能力。 參照圖6，公知的動態(tài)可重構裝置包括主處理器、部分可重構單元及存儲器。部 分可重構單元是一種結構可配置的芯片，能夠通過重構配置實現(xiàn)多種電路結構，一般采用 FPGA實現(xiàn)。部分可重構單元的特點為可配置芯片內(nèi)的某一區(qū)域可以在其它區(qū)域工作的同 時，重構為不同的電路結構，一般將芯片上重構的電路稱為任務。部分可重構單元的任務重 構及工作由主處理器管理。主處理器對部分可重構單元的資源做出規(guī)劃，管理可重構單元 中任務的布局、重構及釋放。任務的重構包括處理器將配置信息從存儲器中加載到可重構 單元，可重構單元根據(jù)配置信息對其相關資源做出配置。重構好的任務可進行具體的計算。 該動態(tài)可重構裝置的性能由任務重構時間及運行速度兩方面決定。

發(fā)明內(nèi)容為了減少傳統(tǒng)動態(tài)可重構裝置的平均重構時間，提高可重構電路的性能，本實用 新型提供一種動態(tài)可重構裝置，在可重構電路中構建了回收Cache,回收Cache對部分可重構單元上任務的歷史信息自動進行記錄，主處理器借助回收Cache對部分可重構單元的任
務進行重復使用，可以減少任務的重構次數(shù)，降低任務的平均重構時間。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案一種動態(tài)可重構裝置，包括主處
理器、存儲器、部分可重構單元，其特點還包括回收Cache,所述回收Cache中包含一個任務
存儲單元、一個輸出接口及一個輸入監(jiān)控接口 ，輸入監(jiān)控接口自動記錄部分可重構單元增
加的任務，輸出接口在任務存儲單元中對主處理器提供的任務進行查詢，有匹配的任務則
輸出到主處理器；任務存儲單元滿，則輸入監(jiān)控接口利用最近最久未使用算法淘汰一個任
務，然后記錄該任務；新增加的任務在部分可重構單元中占據(jù)了已有任務的部分電路，造成
以后任務的污染，則輸入監(jiān)控接口自動將被污染的任務淘汰。 本實用新型的有益效果是由于采用回收Cache自動監(jiān)測、記錄部分可重構單元 中的任務并維護任務的完整性，主處理器可以借助回收Cache對部分可重構單元的任務進 行多次重復使用，減少了任務的重構次數(shù)及任務重構時間，提高了動態(tài)可重構系統(tǒng)的計算 能力。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。
圖1是本實用新型動態(tài)可重構裝置的結構框圖。 圖2是圖1中回收Cache的詳圖。 圖3是圖2中存儲單元的詳圖。 圖4是圖2中輸出接口的詳圖。 圖5是圖2中輸入監(jiān)控接口的詳圖。 圖6是公知的動態(tài)可重構裝置結構框圖。
具體實施方式參照圖1 5，本實用新型在構造上采用了與回收Cache結合的動態(tài)可重構裝置。 整個裝置由主處理器、存儲器、部分可重構單元及回收Cache四大部分組成。主處理器負責 動態(tài)可重構裝置的管理，具體包括部分可重構單元的資源規(guī)劃、重構控制，存儲器管理，回 收Cache的查詢。存儲單元負責向主處理器及部分可重構單元提供數(shù)據(jù)，向主處理器提供 的數(shù)據(jù)有指令及數(shù)據(jù)，向部分可重構單元提供的數(shù)據(jù)有計算數(shù)據(jù)、配置信息。部分可重構單 元在主處理器的控制下，從存儲單元加載配置信息，對任務進行重構，重構完成后相應的任 務開始計算?；厥誄ache監(jiān)控部分可重構單元中任務的變化請求，自動記錄新增的任務，淘 汰被污染的任務，主處理器通過查詢回收Cache，可以獲得部分可重構單元中的任務歷史記 錄信息。新的任務到來，主處理器查詢回收Cache中是否存在該任務，如果存在，則不需要 對該任務進行重構，直接利用匹配的任務進行計算，如果不存在，則需要在部分可重構單元 中重構該任務，然后才能計算。 整個電路的信息流向為新的任務到來，主處理器查詢回收Cache中是否有該任 務的記錄，如果有，則利用記錄的任務直接計算，如果沒有，則需要在部分可重構單元中重 構該任務，重構完成后進行計算?；厥誄ache記錄部分可重構單元內(nèi)所有重構的任務信息。 動態(tài)可重構裝置進行動態(tài)可重構計算的方法具體如下[0019] (1)動態(tài)可重構裝置初始化。 (a)新的任務到來，主處理器將該任務的詳細信息傳輸給回收Cache,回收Cache 查詢其任務存儲單元中是否有相同的任務。 (b)如果回收Cache中有相同任務，回收Cache將該任務的詳細信息傳輸給主處理 器，主處理器利用已有的任務進行計算。
(c)如果回收Cache中無相同任務，主處理器在部分可重構單元中重構該任務。
(d)回收Cache監(jiān)控主處理器的任務重構結果。如果重構的任務在部分可重構單 元中占據(jù)了其它任務的部分電路，則將被占據(jù)的任務記錄從回收Cache中刪除。 (e)回收Cache記錄任務重構結果。如果回收Cache中任務存儲單元滿，則替換掉 一個任務記錄，將該任務重構結果記錄在任務存儲單元中，否則直接記錄到任務存儲單元。 從執(zhí)行流程上可以看出，該裝置有以下幾個特點首先，在進行任務重構之前，主 處理器先在回收Cache中檢查是否存在該任務，如果存在該任務則不需要任務的哦重構， 否則才進行重構，減少了系統(tǒng)運行中任務的哦重構次數(shù)，降低了總的任務重構時間，提高了 動態(tài)可重構裝置的計算能力。回收Cache檢查任務的重構、執(zhí)行情況，自動記錄部分可重構 單元的任務信息，因此不會影響主處理器及部分可重構單元的運行。
權利要求一種動態(tài)可重構裝置，包括主處理器、存儲器、部分可重構單元，其特征在于還包括回收Cache，所述回收Cache中包含一個任務存儲單元、一個輸出接口及一個輸入監(jiān)控接口，輸入監(jiān)控接口自動記錄部分可重構單元增加的任務，輸出接口在任務存儲單元中對主處理器提供的任務進行查詢，有匹配的任務則輸出到主處理器；任務存儲單元滿，則輸入監(jiān)控接口利用最近最久未使用算法淘汰一個任務，然后記錄該任務；新增加的任務在部分可重構單元中占據(jù)了已有任務的部分電路，造成以后任務的污染，則輸入監(jiān)控接口自動將被污染的任務淘汰。
專利摘要本實用新型公開了一種動態(tài)可重構裝置，包括主處理器、存儲器、部分可重構單元，其特點還包括回收Cache，所述回收Cache中包含一個任務存儲單元、一個輸出接口及一個輸入監(jiān)控接口，輸入監(jiān)控接口自動記錄部分可重構單元增加的任務，輸出接口在任務存儲單元中對主處理器提供的任務進行查詢，有匹配的任務則輸出到主處理器；任務存儲單元滿，則輸入監(jiān)控接口利用最近最久未使用算法淘汰一個任務；新增加的任務在部分可重構單元中占據(jù)了已有任務的部分電路，造成以后任務的污染，則輸入監(jiān)控接口自動將被污染的任務淘汰。由于采用回收Cache自動監(jiān)測、記錄部分可重構單元中的任務，提高了動態(tài)可重構系統(tǒng)的計算能力。
文檔編號G06F15/78GK201449610SQ20092003420
公開日2010年5月5日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2009年8月14日
發(fā)明者張盛兵, 張萌, 樊曉椏, 王黨輝, 田杭沛, 鄭然 , 高德遠, 魏廷存, 黃小平 申請人:西北工業(yè)大學