用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，所述互連器包括多模式互連控制器以及多模式互連結(jié)構(gòu)模塊；所述多模式互連控制器用于存儲(chǔ)不同的互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且將互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至多模式互連結(jié)構(gòu)模塊；所述多模式互連結(jié)構(gòu)模塊用于根據(jù)多模式互連控制器的互連結(jié)構(gòu)選擇信息在陣列上選擇一種或者多種互連結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)陣列中計(jì)算單元互連。所述互連器在可重構(gòu)陣列上實(shí)現(xiàn)滿足多種計(jì)算需求且計(jì)算性能良好的互連結(jié)構(gòu)，此外互連結(jié)構(gòu)還具有易于擴(kuò)展、功耗低、面積小的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，可重構(gòu)結(jié)構(gòu)起源于FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，F(xiàn)ield — Programmable GateArray)，作為新興的硬件處理器結(jié)構(gòu)，其兼具通用處理器軟件執(zhí)行的靈活性與專用集成電路的高效性。已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于通信領(lǐng)域、媒體應(yīng)用、密碼等領(lǐng)域，其研發(fā)周期短，功耗低，目前已被越來(lái)越多的領(lǐng)域所接受，具有廣闊的發(fā)展空間。
[0003]由于在FPGA中，互連資源占用將近70%的芯片面積，互連延遲占用在50%_60%。粗粒度可重構(gòu)結(jié)構(gòu)，作為可重構(gòu)結(jié)構(gòu)中的一類，由于計(jì)算粒度大，需要重新配置的信息少，重構(gòu)時(shí)間短很好的解決了 FPGA中的互連問(wèn)題。
[0004]粗粒度可重構(gòu)結(jié)構(gòu)不僅可以改變控制流，還可以快速改變數(shù)據(jù)通路，滿足陣列快速實(shí)現(xiàn)多種算法的需求。要使陣列能夠快速實(shí)現(xiàn)多種算法的計(jì)算，那么深入研究互連結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的內(nèi)容。
[0005]路由結(jié)構(gòu)對(duì)可重構(gòu)計(jì)算陣列的數(shù)據(jù)流水效率至關(guān)重要，且路由結(jié)構(gòu)的互聯(lián)開(kāi)銷對(duì)可重構(gòu)計(jì)算陣列資源開(kāi)銷影響巨大。傳統(tǒng)的可重構(gòu)計(jì)算陣列路由結(jié)構(gòu)包括如下三種基本形式:全局共享式路由結(jié)構(gòu)、局部共享式路由結(jié)構(gòu)以及全互聯(lián)路由結(jié)構(gòu)。
[0006]在全局共享式路由結(jié)構(gòu)中，可重構(gòu)計(jì)算陣列中所有的計(jì)算單元通過(guò)唯一訪問(wèn)接口共享數(shù)據(jù)寄存器文件，數(shù)據(jù)寄存器文件可以被任意計(jì)算單元訪問(wèn)。這種路由結(jié)構(gòu)能提供足夠高的靈活度，并且互連的硬件開(kāi)銷也很低，但是不能夠很好地支持上述針對(duì)陣列流水性能的優(yōu)化方法。因?yàn)楫?dāng)多個(gè)計(jì)算單元需要緩存多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，這些計(jì)算單元對(duì)數(shù)據(jù)寄存器文件的讀取操作會(huì)產(chǎn)生訪問(wèn)沖突，產(chǎn)生兩類問(wèn)題。首先，無(wú)法保證數(shù)據(jù)讀取時(shí)間，可能在預(yù)期時(shí)間無(wú)法取得所需數(shù)據(jù)，導(dǎo)致運(yùn)算出錯(cuò)；其次，為了處理訪問(wèn)沖突會(huì)帶來(lái)額外的等待延遲，必須在流水線中引入額外的數(shù)據(jù)訪問(wèn)等待節(jié)拍，使得原有的流水性能惡化。
[0007]在局部共享式路由結(jié)構(gòu)中，計(jì)算陣列中的某幾個(gè)計(jì)算單元共享一個(gè)(或幾個(gè))數(shù)據(jù)寄存器，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器可以被周?chē)膸讉€(gè)計(jì)算單元訪問(wèn)，其互連開(kāi)銷要遠(yuǎn)小于全互聯(lián)的路由結(jié)構(gòu)，硬件開(kāi)銷與具體的互連規(guī)模有關(guān)；
[0008]全互聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)際上是局部共享式結(jié)構(gòu)的一個(gè)極端情況，即任意數(shù)據(jù)寄存器都可以被陣列中所有的計(jì)算單元共享，但是互連硬件開(kāi)銷極大。
[0009]本發(fā)明在全局共享式路由結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，解決了滿足多種計(jì)算需求且計(jì)算性能惡化的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一種或多種不足而提供一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，所述互連器在可重構(gòu)陣列上實(shí)現(xiàn)滿足多種計(jì)算需求且計(jì)算性能良好的互連結(jié)構(gòu)。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，所述互連器包括多模式互連控制器以及多模式互連結(jié)構(gòu)模塊；
[0012]所述多模式互連控制器用于存儲(chǔ)不同的互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且將互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至多模式互連結(jié)構(gòu)模塊；
[0013]所述多模式互連結(jié)構(gòu)模塊用于根據(jù)多模式互連控制器的互連結(jié)構(gòu)選擇信息在陣列上選擇一種或者多種互連結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)陣列中計(jì)算單元互連。
[0014]作為優(yōu)選，為了增強(qiáng)針對(duì)多任務(wù)中數(shù)據(jù)路由的并行管理能力，所述多模式互連控制器包括廣播式互連寄存器，多組織網(wǎng)絡(luò)互連寄存器，計(jì)算單元自反饋互連寄存器以及累加式互連寄存器；
[0015]所述廣播式互連寄存器用于存儲(chǔ)多模式互連控制器接收到的廣播式互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)多模式互連控制器接收到廣播式互連指令時(shí)將廣播式互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列；
[0016]所述多組織網(wǎng)絡(luò)互連寄存器用于存儲(chǔ)多模式互連控制器接收到的多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)多模式互連控制器接收到多組織網(wǎng)絡(luò)互連指令時(shí)將多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列；
[0017]所述計(jì)算單元自反饋互連寄存器用于存儲(chǔ)多模式互連控制器接收到的計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)多模式互連控制器接收到計(jì)算單元自反饋互連指令時(shí)將計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列；
[0018]所述累加式互連寄存器用于存儲(chǔ)多模式互連控制器接收到的累加式互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)多模式互連控制器接收到累加式互連指令時(shí)將累加式互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列。
[0019]作為優(yōu)選，為了增強(qiáng)針對(duì)異構(gòu)運(yùn)算高效的任務(wù)流水線互連結(jié)構(gòu)，所述多模式互連結(jié)構(gòu)模塊包括廣播式互連模塊，計(jì)算單元自反饋互連模塊，多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊，累加式互連模塊；
[0020]所述廣播式互連模塊用于將除法陣列計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果廣播至基本計(jì)算陣列的計(jì)算單元中，以及將基本計(jì)算陣列中預(yù)定計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果反饋給除法陣列計(jì)算單元;
[0021]所述計(jì)算單元自反饋互連模塊用于將計(jì)算單元的輸出端與自身的輸入端相連，將輸出數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)重新操作；
[0022]所述多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊用于相鄰層間計(jì)算單元的數(shù)據(jù)傳輸，相鄰列間計(jì)算單元的數(shù)據(jù)交互；
[0023]所述累加式互連用于在FIR等運(yùn)算中涉及的逐次累加計(jì)算，通過(guò)倒三角陣列形式，將數(shù)據(jù)逐層相加，最終計(jì)算得數(shù)據(jù)累加結(jié)果。
[0024]作為優(yōu)選，為了增強(qiáng)不同計(jì)算單元陣列互連過(guò)程中數(shù)據(jù)一到多分發(fā)的效率，所述廣播式互連模塊包括層間路由盒、列寄存器以及全局互連線；所述層間路由盒用于將除法陣列計(jì)算單元的運(yùn)算結(jié)果輸出到路由盒，通過(guò)路由盒分散至各個(gè)列寄存器，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)輸入和多數(shù)據(jù)輸出；所述全局互連線用于將計(jì)算單元與層間路由盒、層間路由盒與寄存器、寄存器與計(jì)算單元連接起來(lái)形成流水線；所述列寄存器通過(guò)全局互連線輸入輸出端口分別與路由盒及目的列的計(jì)算單元相連。
[0025]作為優(yōu)選，為了在控制互聯(lián)硬件開(kāi)銷和互聯(lián)線傳輸延遲的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)同構(gòu)計(jì)算單元陣列間高效、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸，所述多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊包括鄰層計(jì)算單元互連模塊，鄰列計(jì)算單元互連模塊，邊界列計(jì)算單元互連模塊；
[0026]所述鄰層計(jì)算單元互連模塊用于相鄰上下兩層計(jì)算單元間數(shù)據(jù)的傳輸，互連組成包括層間互連盒和垂直、左下、右下三個(gè)方向連線；
[0027]所述鄰列計(jì)算單元互連模塊用于將每層最右側(cè)層間互連盒與最下層左側(cè)計(jì)算單元連接起來(lái)以及將最左側(cè)層間互連盒與最下層右側(cè)計(jì)算單元連接；
[0028]所述鄰邊界列計(jì)算單元互連模塊互連用于相鄰左右兩列計(jì)算單元間數(shù)據(jù)的傳輸，從最左側(cè)列開(kāi)始，將最底層計(jì)算單元與其相鄰右側(cè)頂層的計(jì)算單元相連，依次將左側(cè)列最底層計(jì)算單元與其相鄰右側(cè)頂層計(jì)算單元相連；
[0029]其中，所述層間互連盒用于選擇將上層計(jì)算單元的輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)较聦油谢蛘咦笥覂蓚?cè)計(jì)算單元中；右下連線，行循環(huán)連線；
[0030]所述左下連線用于連接層間互連盒與其同列下層左側(cè)計(jì)算單元；
[0031]所述垂直連線用于連接層間互連與其同列上下兩個(gè)計(jì)算單元；
[0032]所述右下連線用于連接層間互連與其同列下層右側(cè)計(jì)算單元。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述互連器在可重構(gòu)陣列上實(shí)現(xiàn)滿足多種計(jì)算需求且計(jì)算性能良好的互連結(jié)構(gòu)，此外互連結(jié)構(gòu)還具有易于擴(kuò)展、功耗低、面積小的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明實(shí)施例廣播式互連結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明實(shí)施例多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實(shí)施例累加式互連結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明圖1所示互聯(lián)器的互連結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0041]圖1為本發(fā)明的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，提供一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其包括多模式互連控制器由廣播式互連寄存器、多組織網(wǎng)絡(luò)互連寄存器、計(jì)算單元自反饋互連寄存器以及累加式互連寄存器組成。多模式互連結(jié)構(gòu)模塊由廣播式互連模塊、多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊、計(jì)算單元自反饋互連模塊以及累加式互連模塊組成。
[0042]在具體的實(shí)行中，多模式互連控制器分別用于存儲(chǔ)廣播式互連、多組織網(wǎng)絡(luò)互連、計(jì)算單元自反饋互連以及累加式互連的選擇信息。當(dāng)控制信息進(jìn)入多模式互連控制器后，多模式互連控制器就會(huì)根據(jù)控制信息將相應(yīng)的互連寄存器中的互連選擇信息發(fā)送至多模式互連結(jié)構(gòu)模塊，多模式互連結(jié)構(gòu)模塊根據(jù)多模式互連控制器的選擇信息在陣列上將計(jì)算單元互連起來(lái)。例如，廣播式互連模塊還用于將除法陣列計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果廣播至基本計(jì)算陣列的同構(gòu)計(jì)算單元和累加計(jì)算單元中，以及將基本計(jì)算陣列中預(yù)定計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果反饋給除法計(jì)算單元陣列，其中，基本計(jì)算單元整列和除法計(jì)算單元陣列形成可重構(gòu)陣列，基本計(jì)算單元陣列包括同構(gòu)計(jì)算單元陣列和累加計(jì)算單元陣列。
[0043]在附圖1中，就是除法計(jì)算單元陣列和基本計(jì)算單元陣列這兩塊。
[0044]圖2為本發(fā)明實(shí)施例廣播式互連結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，提供一種廣播式互連結(jié)構(gòu)，其包括:除法計(jì)算單元陣列，具有1*8操作數(shù)為32位的除法計(jì)算單元；列寄存器，具有8個(gè)寄存器，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為32位；同構(gòu)計(jì)算單元陣列，具有6*8的同構(gòu)計(jì)算單元，操作數(shù)為32位；兩個(gè)路由盒，位于除法計(jì)算單元陣列與同構(gòu)計(jì)算單元陣列之間。
[0045]在廣播式互連中，基本計(jì)算單元通過(guò)互聯(lián)線組成列單元，每列計(jì)算單元與相應(yīng)的列寄存器相連，形成數(shù)據(jù)一到多廣播傳輸互連。列寄存器通過(guò)互聯(lián)線組成行單元，與除法計(jì)算單元輸出端的路由盒的輸出端相連，形成除法計(jì)算單元到同構(gòu)計(jì)算單元的廣播互連。數(shù)據(jù)從除法計(jì)算單元輸出，通過(guò)32位寬的全局互連線通過(guò)兩個(gè)周期傳輸?shù)酵瑯?gòu)計(jì)算單元。除法計(jì)算單元陣列輸入端的路由盒將外部輸入數(shù)據(jù)或者是同構(gòu)計(jì)算單元反饋數(shù)據(jù)通過(guò)32位互連線廣播至行除法計(jì)算單元陣列中的每一個(gè)除法計(jì)算單元。
[0046]圖3為本發(fā)明實(shí)施例多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)包括:同構(gòu)計(jì)算單元陣列，具有6*8同構(gòu)計(jì)算單元，其中，同構(gòu)計(jì)算單元操作數(shù)為32位，多組織網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互連包括同構(gòu)計(jì)算單元鄰層互連、鄰列互連、邊界列互連。
[0047]相鄰層間同構(gòu)計(jì)算單元的互連，通過(guò)層間路由選擇，可以將上層同構(gòu)計(jì)算單元的輸出結(jié)果，通過(guò)32位互連線傳送至下層垂直、左下、右下三個(gè)計(jì)算單元中，在一個(gè)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)相鄰層間同構(gòu)計(jì)算單元的數(shù)據(jù)傳輸。
[0048]邊界列互連，用于將每層最右側(cè)層間互路由盒與最下層左側(cè)計(jì)算單元，通過(guò)32位互連線連接起來(lái)，以及最左側(cè)層間路由盒與最下層右側(cè)計(jì)算單元連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在一個(gè)周期內(nèi)在陣列邊側(cè)的同構(gòu)計(jì)算單元間傳輸。
[0049]鄰列互連，將相鄰列的首尾計(jì)算單元，通過(guò)32位的互連線連接起來(lái)。從左側(cè)第一列開(kāi)始，依次將左側(cè)列的最底部的計(jì)算單元的輸出端與相鄰的右側(cè)列頂部同構(gòu)計(jì)算單元的輸入相連，實(shí)現(xiàn)單周期內(nèi)列間數(shù)據(jù)的傳輸。
[0050]圖4為本發(fā)明實(shí)施例累加式互連結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，累加式互連結(jié)構(gòu)包括五層累加計(jì)算單元，例如，第一層具有8個(gè)累加計(jì)算單元，第二層具有四個(gè)累加計(jì)算單元，第三層有2個(gè)累加計(jì)算單元，第四層、第五層分別由I個(gè)累加計(jì)算單元其用于涉及逐次累加的計(jì)算。其中，五層累加計(jì)算單元例如呈倒三角布局，將三個(gè)鄰近的累加計(jì)算單元連通過(guò)32位互連線，連接成倒三角結(jié)構(gòu)。
[0051]經(jīng)過(guò)互連線，將行間相鄰兩個(gè)累加計(jì)算單元的輸出端與下一行同一個(gè)累加計(jì)算單元的輸入端相連，在下行的累加計(jì)算單元中完成上一行兩個(gè)累加計(jì)算單元數(shù)值的相加，依次類推組成累加互連，完成累加計(jì)算單元的互連。
[0052]圖5為本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，提供計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)，其通過(guò)32位互連線，將自反饋計(jì)算單元的輸出端與自身的輸入端相連，將輸出數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)重新操作，適用于累加、累乘等多次重復(fù)操作的自運(yùn)算。
[0053]圖6為本發(fā)明圖1所示互聯(lián)器的互連結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，在陣列上同時(shí)選擇多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)、累加互連以及計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)，形成FIR(濾波器，F(xiàn)initeImpulse Response)計(jì)算的互連結(jié)構(gòu)。
[0054]在具體的實(shí)行中，互連結(jié)構(gòu)包括:同構(gòu)計(jì)算單元陣列，具有6*8同構(gòu)計(jì)算單元，其中，同構(gòu)計(jì)算單元操作數(shù)為32位，陣列內(nèi)鄰層、鄰列同構(gòu)計(jì)算單元間數(shù)據(jù)傳輸為單周期。累加計(jì)算單元陣列為5行累加計(jì)算單元組成，例如，第一層具有8個(gè)累加計(jì)算單元，第二層具有四個(gè)累加計(jì)算單元，第三層有2個(gè)累加計(jì)算單元，第四層、第五層分別由I個(gè)累加計(jì)算單元其用于涉及逐次累加的計(jì)算。其中，五層累加計(jì)算單元例如呈倒三角布局，操作數(shù)據(jù)為32位，層間數(shù)據(jù)傳輸為單周期。一個(gè)自反饋計(jì)算單元，操作數(shù)位為32位。操作數(shù)據(jù)通過(guò)路由盒，分散到同構(gòu)計(jì)算單元陣列各列的同構(gòu)計(jì)算單元中進(jìn)行乘操作。乘得的結(jié)果通過(guò)互連線，在一個(gè)周期內(nèi)依次傳輸?shù)嚼奂邮交ミB累加計(jì)算單元陣列中，將拆分開(kāi)計(jì)算的乘積相加。后通過(guò)自反饋計(jì)算單元自反饋互連完成所有計(jì)算乘積的累加和，求的FIR計(jì)算的數(shù)值。通過(guò)與全局互連結(jié)構(gòu)，基于簇的總線互連試驗(yàn)結(jié)果相比較，采用多組織網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、累加式互連、自反饋計(jì)算單元互連組合的互連結(jié)構(gòu)性能分別提升了 23%和37%。
[0055]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0056]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其包括: 多模式互連控制器，用于存儲(chǔ)不同的互連結(jié)構(gòu)選擇信息； 多模式互連結(jié)構(gòu)模塊，用于根據(jù)多模式互連控制器的互連結(jié)構(gòu)選擇信息在陣列上選擇一種或多種互連結(jié)構(gòu)模塊，所述多模式互連控制器將所述互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至多模式互連結(jié)構(gòu)模塊，從而實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)陣列中計(jì)算單元互連。
2.如權(quán)利要求1所述的用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其中，所述多模式互連控制器還包括: 廣播式互連寄存器，用于存儲(chǔ)所述多模式互連控制器接收到的廣播式互連結(jié)構(gòu)選擇信息，且當(dāng)所述多模式互連控制器接收到廣播式互連指令時(shí)，將所述廣播式互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至所述可重構(gòu)陣列； 多組織網(wǎng)絡(luò)互連寄存器，用于存儲(chǔ)所述多模式互連控制器接收到的多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)所述多模式互連控制器接收到多組織網(wǎng)絡(luò)互連指令時(shí)，將所述多組織網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至所述可重構(gòu)陣列； 計(jì)算單元互連寄存器，用于存儲(chǔ)所述多模式互連控制器接收到的自反饋計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)所述多模式互連控制器接收到自反饋計(jì)算單元自反饋互連指令時(shí)，將自反饋計(jì)算單元自反饋互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列； 累加式互連寄存器， 用于存儲(chǔ)所述多模式互連控制器接收到的累加式互連結(jié)構(gòu)選擇信息，并且當(dāng)所述多模式互連控制器接收到累加式互連指令時(shí)，將累加式互連結(jié)構(gòu)選擇信息發(fā)送至可重構(gòu)陣列。
3.如權(quán)利要求2所述的用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其中，所述多模式互連結(jié)構(gòu)模塊包括: 廣播式互連模塊，用于將除法陣列計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果發(fā)送至基本計(jì)算陣列的計(jì)算單元中，以及將所述基本計(jì)算陣列中預(yù)定計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果反饋給所述除法陣列計(jì)算單元; 計(jì)算單元自反饋互連模塊，用于將計(jì)算單元的輸出端與所述計(jì)算單元的輸入端相連，將輸出數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)重新操作的自運(yùn)算； 多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊，用于相鄰層間計(jì)算單元的數(shù)據(jù)傳輸，相鄰列間的所述計(jì)算單元的數(shù)據(jù)交互； 累加式互連模塊，用于逐次累加計(jì)算，通過(guò)倒三角陣列形式，將數(shù)據(jù)逐層相加，計(jì)算得數(shù)據(jù)累加結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其中，所述廣播式互連模塊還包括: 層間路由盒，用于將所述除法陣列計(jì)算單元的運(yùn)算結(jié)果輸出到所述路由盒； 列寄存器，通過(guò)所述路由盒分散至各個(gè)列寄存器，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)輸入和多數(shù)據(jù)輸出； 全局互連線，用于將所述計(jì)算單元與所述層間路由盒、所述層間路由盒與所述寄存器、所述列寄存器與所述計(jì)算單元連接起來(lái)形成流水線； 所述列寄存器通過(guò)全局互連線的輸入、輸出端口分別與所述路由盒及目的列的計(jì)算單元相連。
5.如權(quán)利要求3所述的用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)陣列的多模式數(shù)據(jù)傳輸互連器，其中，所述多組織網(wǎng)絡(luò)互連模塊還包括: 鄰層計(jì)算單元互連模塊，用于相鄰上、下兩層同構(gòu)計(jì)算單元間數(shù)據(jù)的傳輸，互連組成包括所述層間互連盒和垂直、左下、右下三個(gè)方向的所述同構(gòu)計(jì)算單元連線； 鄰列計(jì)算單元互連模塊，用于將每層最右側(cè)所述層間互連盒與最下層左側(cè)所述同構(gòu)計(jì)算單元連接起來(lái)以及將最左側(cè)所述層間互連盒與最下層右側(cè)所述同構(gòu)計(jì)算單元連接； 邊界列計(jì)算單元互連模塊，用于相鄰左、右兩列所述同構(gòu)計(jì)算單元間數(shù)據(jù)的傳輸，從最左側(cè)列開(kāi)始，將最底層所述同構(gòu)計(jì)算單元與其相鄰右側(cè)頂層的所述同構(gòu)計(jì)算單元相連，依次將左側(cè)列最底層所述同構(gòu)計(jì)算單元與其相鄰右側(cè)頂層所述同構(gòu)計(jì)算單元相連； 所述層間互連盒用于選擇將上層所述同構(gòu)計(jì)算單元的輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)较聦油谢蛘咦?、右兩?cè)所述同構(gòu)計(jì)算單元中、右下連線、行循環(huán)連線； 所述左下連線用 于連接層間互連盒與其同列下層左側(cè)所述同構(gòu)計(jì)算單元； 所述垂直連線用于連接層間互連與其同列上下兩個(gè)所述同構(gòu)計(jì)算單元； 所述右下連線用于連接層間互連與其同列下層右側(cè)計(jì)算單元。
【文檔編號(hào)】G06F15/173GK103914429SQ201410157349
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】劉波, 曹鵬, 劉炎, 朱婉瑜, 杜月, 張亞, 楊錦江 申請(qǐng)人:東南大學(xué)