專利名稱：一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中的動態(tài)可重構(gòu)處理器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法。
背景技術(shù)：
動態(tài)可重構(gòu)處理器是一種新生的處理器構(gòu)架，其較之以往的單核處理器、專用芯片、現(xiàn)場可編程邏輯陣列有著顯著的優(yōu)勢，是未來電路結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個方向。首先，動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)往往含有多個算數(shù)邏輯單元，且數(shù)量巨大，稱之為眾核陣列。陣列內(nèi)部配以靈活度高的路由單元，實現(xiàn)算數(shù)邏輯單元之間多樣化的互聯(lián)。因此，經(jīng)路由單元連接后的眾核陣列可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的高速處理，較傳統(tǒng)的單核以及少核處理器在性能上有著巨大的優(yōu)勢。同時，較固化的專用電路在靈活性上也有著巨大的優(yōu)勢。其次，較傳統(tǒng)的靜態(tài)可重構(gòu)電路——現(xiàn)場可編程邏輯陣列而言，動態(tài)可重構(gòu)處理器有動態(tài)的特點，即在電路運行過程中可動態(tài)的切換電路的功能，而非以往靜態(tài)可重構(gòu)電路一沉不變的不改變電路功能，只是在電路運行之前燒寫電路功能，對電路進行初始化。這樣做的好處在于通過時分復(fù)用的方式減少了電路的規(guī)模，原因在于之前的電路結(jié)構(gòu)的全映射現(xiàn)在變?yōu)榉謮K映射，而塊與塊之間恰好采取了動態(tài)切換的方式。實際應(yīng)用中，動態(tài)可重構(gòu)處理器往往有擴展子單元個數(shù)的需求，因此，本發(fā)明創(chuàng)新地提出一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法，以滿足實際應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法， 實現(xiàn)基于現(xiàn)有動態(tài)可重構(gòu)處理器構(gòu)架的處理器內(nèi)子單元的任意擴展，更好的滿足實際應(yīng)用需求。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法， 所述方法包括當處理器需要增加一個子單元進行數(shù)據(jù)處理時，外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)讀入裝置進入新增子單元，子單元內(nèi)運算數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)寫出裝置寫出新增子單元；子單元間交互裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源-新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，新增子單元內(nèi)需要數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)通過寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行交互，新增子單元從子單元數(shù)據(jù)交互裝置中獲取其他子單元中新增子單元所需數(shù)據(jù)；同步控制器中增加一個子單元同步控制器，同時，同步信息擴展一位，新增子單元通過同步控制器中新增的子單元同步控制器以及修改過的同步信息實現(xiàn)與其他子單元的同步；
配置字接口增加一個目標-新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，新增子單元通過配置字接口獲得新增子單元的配置信息，通過讀取子單元配置信息隊列存儲器和處理單元陣列配置信息存儲器，獲得新擴展的子單元的相應(yīng)的配置信息。優(yōu)選的，所述外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標，用于保證新增子單元外部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)來源。優(yōu)選的，所述外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源，用于保證新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)寫出。優(yōu)選的，所述子單元間交互裝置增加一個目標，用于完成新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器獲取存儲于子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器中需要進行交互的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源，用于完成新增子單元中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行數(shù)據(jù)交互。優(yōu)選的，所述同步控制器中增加一個子單元同步控制器，用以完成同步控制器對新增子單元進行同步任務(wù)控制。優(yōu)選的，所述配置字接口增加一個目標，用于完成新增子單元子任務(wù)隊列緩存器獲取準確的配置信息，對外部數(shù)據(jù)進行正確處理。優(yōu)選的，所述子單元配置信息隊列存儲器增加的一組接口中，一個為從新增子單元內(nèi)“子任務(wù)隊列緩存器”向“子單元配置信息隊列存儲器”的地址接口，用于索引該子單元的配置信息；另一個為“子單元配置信息隊列存儲器”向新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”寫入子單元配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。優(yōu)選的，所述處理單元陣列配置信息存儲器增加的一組接口中，一個為從新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”向“處理單元陣列配置信息存儲器”的地址接口， 用于索引處理單元陣列的配置信息；另一個為“處理單元陣列配置信息存儲器”想新增子單元內(nèi)“處理單元陣列配置信息寄存器”寫出處理單元陣列配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。優(yōu)選的，所述同步信息擴展一位，原有N比特同步信息變?yōu)镹+1比特同步信息，新增的第N+1位同步信息與新增子單元相對應(yīng)新增的第N+1位同步信息與新增子單元相對應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明中當處理器需要增加一個子單元進行數(shù)據(jù)處理時，外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，子單元間交互裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器， 子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源-新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，同步控制器中增加一個子單元同步控制器，配置字接口增加一個目標新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，有效的完成子單元的擴展，極大的滿足了實際應(yīng)用的需求。


圖1是本發(fā)明具體實施方式
中所述的一種典型的動態(tài)可重構(gòu)處理器的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例所述的一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法流程圖3是本發(fā)明實施例所述的增加的子單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例所述的配置信息裝置示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。一種典型的動態(tài)可重構(gòu)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，動態(tài)可重構(gòu)處理器的運轉(zhuǎn)流程可概括為如下步驟1.動態(tài)可重構(gòu)處理器由外部數(shù)據(jù)讀入裝置將處理器外存儲器內(nèi)待處理的數(shù)據(jù)讀入處理器內(nèi)，分發(fā)至多個子單元處理內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器。2.多個子單元將數(shù)據(jù)從各自的外部數(shù)據(jù)緩存器讀出，再進行處理。多個子單元同時處理，以達并行處理的效果。各子單元處理完后，將結(jié)果數(shù)據(jù)存于各自的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器。3.外部數(shù)據(jù)寫出裝置將結(jié)果數(shù)據(jù)從各子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器讀出，并寫出到處理器外部存儲器。除上述步驟外，還需說明的是子單元間的同步機制通過子單元間同步控制器來實現(xiàn)；子單元間的數(shù)據(jù)交互通過由子單元A向子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器寫入數(shù)據(jù)，子單元B 從子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器讀出此數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。使用時還需結(jié)合子單元間的同步機制，即子單元A向子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器寫完數(shù)據(jù)后，子單元B才可開始讀取子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器。動態(tài)可重構(gòu)處理器可從數(shù)據(jù)流和配置流的角度去被描述。數(shù)據(jù)流的角度是指從對數(shù)據(jù)流的處理的角度出發(fā)，遍歷數(shù)據(jù)流所經(jīng)過的動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)的各模塊，提出各模塊所需的功能。從數(shù)據(jù)流的角度出發(fā)，動態(tài)可重構(gòu)處理器在結(jié)構(gòu)上可分為以下四個部分1.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移裝置a)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移裝置用于將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲裝置讀出，并寫入另一數(shù)據(jù)存儲裝置，使數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲裝置之間轉(zhuǎn)移。最終實現(xiàn)將數(shù)據(jù)寫入處理單元陣列，處理單元陣列運行完后，將處理單元陣列的結(jié)果數(shù)據(jù)讀出。b)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移裝置分為6個外部數(shù)據(jù)讀入裝置，子單元間數(shù)據(jù)交互裝置，內(nèi)外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，內(nèi)部數(shù)據(jù)讀入裝置，內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，外部數(shù)據(jù)寫出裝置。按數(shù)據(jù)流的流動方向，具體說明如下。c)外部數(shù)據(jù)讀入裝置i.用于將動態(tài)可重構(gòu)處理器外待處理的數(shù)據(jù)讀入動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)，緩存于外部數(shù)據(jù)緩存器。d)子單元間數(shù)據(jù)交互裝置i.用于將子單元間數(shù)據(jù)交換暫存器內(nèi)存儲的其他子單元的結(jié)果數(shù)據(jù)讀出，并在一定程度上進行整合，最終將整合后的數(shù)據(jù)分發(fā)至當前子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器或直接分發(fā)至處理單元陣列，這取決于此外單元的結(jié)果數(shù)據(jù)是否可直接被處理單元陣列處理和此數(shù)據(jù)是否將多次被處理。e)內(nèi)外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置
i.用于將外部數(shù)據(jù)緩存器內(nèi)緩存的外部數(shù)據(jù)分發(fā)至內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器或直接分發(fā)至處理單元陣列，這取決于此外部數(shù)據(jù)是否可直接被處理單元陣列處理和此數(shù)據(jù)是否將多次被處理。f)內(nèi)部數(shù)據(jù)讀入裝置i.用于將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)存儲的當前子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)，并在一定程度上進行整合，最終將整合后的數(shù)據(jù)寫入到處理單元陣列。g)內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置i.用于將處理單元陣列的結(jié)果數(shù)據(jù)讀出，再寫入至處理單元陣列供緊接著運行處理單元陣列時使用，或?qū)懭胫羶?nèi)部數(shù)據(jù)存儲器將數(shù)據(jù)緩存起來，或?qū)懭胱訂卧g數(shù)據(jù)交互暫存器供子單元間數(shù)據(jù)交互使用，或?qū)懭雰?nèi)部數(shù)據(jù)緩存器待輸出至處理器外。h)外部數(shù)據(jù)寫出裝置i.用于將緩存于內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器的子單元的結(jié)果數(shù)據(jù)輸出至處理器外。2.數(shù)據(jù)存儲裝置a)分為4個，具體說明如下。b)外部數(shù)據(jù)緩存器i.用于將讀入的外部數(shù)據(jù)緩存，待需要時被讀出。c)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器i.用于對處理單元陣列的結(jié)果數(shù)據(jù)進行暫存，待需要時被讀出，還供在處理器內(nèi)部使用。d)內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器i.用于對處理單元陣列的結(jié)果數(shù)據(jù)進行緩存，待輸出至處理器外。e)子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器i.用于暫存子單元A的結(jié)果數(shù)據(jù)，待子單元B讀出，以實現(xiàn)子單元間的數(shù)據(jù)交互。3.運算單元a)運算單元即處理單元陣列，詳見圖1。b)處理單元是一個算術(shù)邏輯運算單元，可實現(xiàn)基本的算術(shù)運算功能和邏輯運算功能以及一些定制的算術(shù)邏輯運算功能。c)處理單元之間通過路由單元連接，以實現(xiàn)處理單元之間的靈活且快速的數(shù)據(jù)傳遞。d)整個處理單元陣列通過時序控制單元控制，以協(xié)調(diào)處理單元陣列的輸入、運算、 輸出之間的時序關(guān)系。e)處理單元陣列可實現(xiàn)對大批量數(shù)據(jù)進行循環(huán)操作的快速處理。4.同步控制裝置a)同步控制器；i.同步控制器為動態(tài)可重構(gòu)處理器中控制子單元之間同步的裝置，其中包含多個子單元同步控制器，個數(shù)由子單元個數(shù)決定；ii.子單元同步控制器接受來自子單元內(nèi)的子單元配置字緩存器即子任務(wù)隊列緩存器的子任務(wù)同步信息。子單元同步控制器根據(jù)子任務(wù)同步信息進行判斷，如果無需同步， 則直接向子單元配置字緩存器返回使能信號為真。如果需要同步，子單元同步控制器通過檢查任務(wù)執(zhí)行情況，在滿足條件的情況下向子單元配置字緩存器返回使能信號為真；b)同步信息i.子單元之間的同步是通過子任務(wù)的同步信息進行傳達，同步信息中包含子單元是否需要同步以及如需同步其同步對象；ii.子單元的同步信息為N比特，對應(yīng)于動態(tài)可重構(gòu)處理器中的N個子單元，同步信息中的為真的位數(shù)對應(yīng)需要進行同步的子單元，若N比特皆為假，則不需同步。iii.當前子單元所對應(yīng)的1比特用于指示當前子單元是否進行同步，如果同步則此1比特為真，如果不同步則此1比特為假。iv.除當前子單元對應(yīng)的1比特之外的N-I比特用于指示當前子單元與其余哪些子單元進行同步。如果當前子單元需與某個子單元進行同步，則此子單元對應(yīng)的1比特為真；如果無需同步，則此1比特為假。當前子單元可與其余N-I個子單元中的任意個子單元進行同步。實施例參照圖2，示出了本發(fā)明的一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法流程圖，所述方法包括步驟S201，當處理器需要增加一個子單元進行數(shù)據(jù)處理時，外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)讀入裝置進入新增子單元，子單元內(nèi)運算數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)寫出裝置寫出新增子單元；步驟S202，子單元間交互裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器， 子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源-新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，新增子單元內(nèi)需要數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)通過寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行交互，新增子單元從子單元數(shù)據(jù)交互裝置中獲取其他子單元中新增子單元所需數(shù)據(jù)；步驟S203，同步控制器中增加一個子單元同步控制器，同時，同步信息擴展一位， 新增子單元通過同步控制器中新增的子單元同步控制器以及修改過的同步信息實現(xiàn)與其他子單元的同步；步驟S204，配置字接口增加一個目標一新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，新增子單元通過配置字接口獲得新增子單元的配置信息，通過讀取子單元配置信息隊列存儲器和處理單元陣列配置信息存儲器，獲得新擴展的子單元的相應(yīng)的配置信息。結(jié)合前面所介紹的典型動態(tài)可重構(gòu)處理器構(gòu)架，其動態(tài)重構(gòu)處理器每增加一個子單元，參照圖3，增加的子單元內(nèi)包含如下裝置及存儲單元，1.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移裝置a)內(nèi)外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置。b)內(nèi)部數(shù)據(jù)讀入裝置。c)內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置。2.數(shù)據(jù)存儲裝置a)外部數(shù)據(jù)緩存器。b)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器。
c)內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器。3.運算單元a)處理單元陣列。本發(fā)明針對動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元個數(shù)的擴展，提出一種擴展方法，動態(tài)重構(gòu)處理器每增加一個子單元，動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相應(yīng)變化。1.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移裝置a)外部數(shù)據(jù)讀入裝置i.外部數(shù)據(jù)讀入裝置用于將動態(tài)可重構(gòu)處理器外待處理的數(shù)據(jù)讀入動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)，緩存于子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器；ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，外部數(shù)據(jù)讀入裝置需增加一個目標—— 新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，以保證新增子單元外部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)來源。b)外部數(shù)據(jù)寫出裝置i.外部數(shù)據(jù)寫出裝置用于將緩存于子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器內(nèi)的子單元的結(jié)果數(shù)據(jù)輸出至處理器外；ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，外部數(shù)據(jù)寫出裝置需增加一個源——新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，以保證新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)寫出。c)子單元間數(shù)據(jù)交互裝置i.子單元間數(shù)據(jù)交互裝置用于將子單元間數(shù)據(jù)交換暫存器內(nèi)存儲的其他子單元的結(jié)果數(shù)據(jù)讀出，并在一定程度上進行整合，最終將整合后的數(shù)據(jù)分發(fā)至當前子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器或直接分發(fā)至處理單元陣列；ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴充一個子單元，子單元間交互裝置需增加一個目標一新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，以保證新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器能夠獲取存儲于子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器中需要進行交互的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)存儲裝置a)子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器i.子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器用于暫存子單元A的結(jié)果數(shù)據(jù)，待子單元B讀出，以實現(xiàn)子單元間的數(shù)據(jù)交互。ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴充一個子單元，子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器需增加一個源——新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，以保證新增子單元中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠通過內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行數(shù)據(jù)交互。3.同步控制裝置i.同步控制器為動態(tài)可重構(gòu)處理器中控制子單元之間同步的裝置，其中包含多個子單元同步控制器，個數(shù)由子單元個數(shù)決定。ii.同步信息為包含在配置信息中告知子單元包括同步對象等同步所需信息，同步信息中的每一位對應(yīng)著動態(tài)可重構(gòu)處理器中每一個子單元。iii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，同步控制器中需增加一個子單元同步控制器，對應(yīng)于新增子單元，以保證同步控制器通過新增子單元同步控制器對新增子單元進行同步任務(wù)控制。iv.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，同步信息需擴展一位，原有N比特同步信息變?yōu)镹+1比特同步信息，新增的第N+1位同步信息與新增子單元相對應(yīng)。4.配置信息裝置，具體參照圖4 a)配置字接口i.配置字接口是動態(tài)可重構(gòu)處理器中配置信息發(fā)送裝置，負責(zé)向動態(tài)可重構(gòu)處理器各個子單元子任務(wù)隊列緩存器發(fā)送配置字，配置子單元及其內(nèi)部裝置；ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，配置字接口增加一個目標——新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，以保證新增子單元子任務(wù)隊列緩存器獲取準確的配置信息，對外部數(shù)據(jù)進行正確處理。b)子單元配置信息隊列存儲器i.子單元配置信息隊列存儲器是將所有的子單元配置信息隊列存于處理器內(nèi)一個固定的存儲器，層次化的配置信息中只存儲子單元配置信息隊列的地址，采用用地址去索引子單元配置信息隊列的方法將子單元配置信息隊列中的某個子單元配置信息隊列索引出，并寫入子單元內(nèi)的“本地子單元配置信息隊列存儲器”。ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，子單元配置信息隊列存儲器需增加一組接口，其中一個為從新增子單元內(nèi)“子任務(wù)隊列緩存器”向“子單元配置信息隊列存儲器”的地址接口，用于索引該子單元的配置信息；另一個為“子單元配置信息隊列存儲器”向新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”寫入子單元配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。c)處理單元陣列配置信息存儲器i.處理單元陣列配置信息隊列存儲器是將所有的處理單元陣列配置信息隊列存于處理器內(nèi)一個固定的存儲器，層次化的配置信息中只存儲處理單元陣列配置信息隊列的地址，采用用地址去索引處理單元陣列配置信息隊列的方法將處理單元陣列配置信息隊列中的某個處理單元陣列配置信息隊列索引出，并寫入子單元內(nèi)的“處理單元陣列配置信息寄存器”；ii.動態(tài)可重構(gòu)處理器擴展一個子單元，處理單元陣列配置信息存儲器需增加一組接口，其中一個為從新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”向“處理單元陣列配置信息存儲器”的地址接口，用于索引處理單元陣列的配置信息；另一個為“處理單元陣列配置信息存儲器”想新增子單元內(nèi)“處理單元陣列配置信息寄存器”寫出處理單元陣列配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。下面以一個動態(tài)可重構(gòu)處理器進行處理器內(nèi)子單元擴展為例，來說明動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展機制。為了便于說明，首先對于參數(shù)進行一些設(shè)定，具體如下1)動態(tài)可重構(gòu)處理器原本有4個子單元。2)動態(tài)可重構(gòu)處理器擴充1個子單元。動態(tài)可重構(gòu)處理器按照本發(fā)明中擴展機制，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生如下變化1)外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標，由原本4個目標變?yōu)?個；2)外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源，由原本4個源變?yōu)?個；3)子單元間數(shù)據(jù)交互裝置增加一個目標，由原本4個目標變?yōu)?個；4)子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源，由原本4個源變?yōu)?個；5)同步控制器中增加一個子單元同步控制器，由原本包含4個子單元同步控制器變?yōu)?個；6)同步信息增加一位，由原本5位同步信息變?yōu)?位；7)配置字接口增加一個目標，由原本4個目標變?yōu)?個；8)子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，由原本4組接口變?yōu)?個；9)處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，由原本4組接口變?yōu)?個。動態(tài)可重構(gòu)處理器由4個子單元結(jié)構(gòu)擴展為5個子單元結(jié)構(gòu)后，數(shù)據(jù)流運轉(zhuǎn)及配置相關(guān)的變化如下1)外部數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)讀入裝置進入新增子單元，子單元內(nèi)運算數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)寫出裝置寫出新增子單元；2)新增子單元內(nèi)需要數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)通過寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行交互，新增子單元從子單元數(shù)據(jù)交互裝置中獲取其他子單元中新增子單元所需數(shù)據(jù)；3)新增子單元通過同步控制器中新增的子單元同步控制器以及修改過的同步信息實現(xiàn)與其他子單元的同步；4)新增子單元通過配置字接口獲得新增子單元的配置信息，通過讀取子單元配置信息隊列存儲器和處理單元陣列配置信息存儲器，獲得新擴展的子單元的相應(yīng)的配置信肩、ο以上對本發(fā)明所提供的一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法，其特征在于，所述方法包括當處理器需要增加一個子單元進行數(shù)據(jù)處理時，外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)讀入裝置進入新增子單元，子單元內(nèi)運算數(shù)據(jù)通過外部數(shù)據(jù)寫出裝置寫出新增子單元；子單元間交互裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源-新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，新增子單元內(nèi)需要數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)通過寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行交互，新增子單元從子單元數(shù)據(jù)交互裝置中獲取其他子單元中新增子單元所需數(shù)據(jù)；同步控制器中增加一個子單元同步控制器，同時，同步信息擴展一位，新增子單元通過同步控制器中新增的子單元同步控制器以及修改過的同步信息實現(xiàn)與其他子單元的同步；配置字接口增加一個目標-新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，新增子單元通過配置字接口獲得新增子單元的配置信息，通過讀取子單元配置信息隊列存儲器和處理單元陣列配置信息存儲器，獲得新擴展的子單元的相應(yīng)的配置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標，用于保證新增子單元外部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)來源。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源，用于保證新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器中數(shù)據(jù)寫出。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述子單元間交互裝置增加一個目標，用于完成新增子單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器獲取存儲于子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器中需要進行交互的數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源，用于完成新增子單元中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置寫入子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器與其他子單元進行數(shù)據(jù)交互。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述同步控制器中增加一個子單元同步控制器，用以完成同步控制器對新增子單元進行同步任務(wù)控制。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述配置字接口增加一個目標，用于完成新增子單元子任務(wù)隊列緩存器獲取準確的配置信息，對外部數(shù)據(jù)進行正確處理。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述子單元配置信息隊列存儲器增加的一組接口中，一個為從新增子單元內(nèi)“子任務(wù)隊列緩存器”向“子單元配置信息隊列存儲器”的地址接口，用于索引該子單元的配置信息； 另一個為“子單元配置信息隊列存儲器”向新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”寫入子單元配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述處理單元陣列配置信息存儲器增加的一組接口中，一個為從新增子單元內(nèi)“本地子單元配置信息隊列存儲器”向“處理單元陣列配置信息存儲器”的地址接口，用于索引處理單元陣列的配置信息；另一個為“處理單元陣列配置信息存儲器”想新增子單元內(nèi)“處理單元陣列配置信息寄存器”寫出處理單元陣列配置信息隊列的數(shù)據(jù)接口。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述同步信息擴展一位，原有N比特同步信息變?yōu)镹+1比特同步信息，新增的第N+1位同步信息與新增子單元相對應(yīng)新增的第N+1位同步信息與新增子單元相對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種動態(tài)可重構(gòu)處理器內(nèi)子單元的擴展方法，當處理器需要增加一個子單元進行數(shù)據(jù)處理時，外部數(shù)據(jù)讀入裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的外部數(shù)據(jù)緩存器，外部數(shù)據(jù)寫出裝置增加一個源-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，子單元間交互裝置增加一個目標-新增子單元內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存器，子單元間數(shù)據(jù)交互暫存器增加一個源-新增子單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)寫出裝置，同步控制器中增加一個子單元同步控制器，配置字接口增加一個目標-新增子單元子任務(wù)隊列緩存器，子單元配置信息隊列存儲器增加一組接口，處理單元陣列配置信息存儲器增加一組接口，有效的完成子單元的擴展，極大的滿足了實際應(yīng)用的需求。
文檔編號G06F15/80GK102200961SQ20111014095
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者劉雷波, 尹首一, 時龍興, 曹鵬, 朱敏, 楊軍, 王延升, 鄒于佳, 魏少軍 申請人:清華大學(xué)