一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，由配置緩存控制邏輯、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)器、配置緩存查找表、配置緩存接口、配置緩存解析器和配置緩存控制邏輯組成；上述各組成部分協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對配置單元的預(yù)取與更新，利用本發(fā)明專利技術(shù)可有效減少可重構(gòu)陣列讀取配置信息所需的時(shí)間，提升粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)硬件領(lǐng)域，特別是一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，可應(yīng)用于粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)配置緩存結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
技術(shù)介紹
在目前的粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器中，配置信息用于對粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的計(jì)算陣列進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)配置信息中所規(guī)定的多種功能，以此實(shí)現(xiàn)功能重構(gòu)的目的。因此，配置信息中包含了大量內(nèi)容，粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的計(jì)算陣列讀取配置信息的時(shí)間過長在一定程度上降低了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的性能。為了提高粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的性能，配置緩存被提出應(yīng)用于處理器中，而配置緩存的控制策略則嚴(yán)重影響著配置效率的高低，從而影響粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)提供一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，用于解決現(xiàn)有的解決傳統(tǒng)粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的計(jì)算陣列讀取配置信息時(shí)間過長降低了粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器性能的問題。技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，由配置緩存接口、配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表、配置緩存解析器、配置條目生成器和配置緩存控制邏輯組成；所述配置緩存接口用于分析配置緩存控制器外部的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)并讀取配置塊信息；所述配置緩存計(jì)數(shù)器根據(jù)對配置緩存接口所分析的配置塊中不同配置單元的標(biāo)識(shí)對配置單元出現(xiàn)的頻次進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述配置緩存分級(jí)表根據(jù)配置緩存計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果將配置單元按照出現(xiàn)的頻次高低進(jìn)行分級(jí)并將分級(jí)信息記錄下來；所述配置緩存存儲(chǔ)單元按照配置緩存分級(jí)表中配置單元頻次的高低順序存儲(chǔ)配置單元；所述配置緩存查找表用于記錄存儲(chǔ)于配置緩存存儲(chǔ)單元中的配置單元的標(biāo)識(shí)和存儲(chǔ)位置；所述配置緩存解析器用于解析執(zhí)行操作獲得執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置信息，獲得配置信息所對應(yīng)的配置單元標(biāo)識(shí)并發(fā)送給配置條目生成器；所述配置條目生成器接收配置緩存解析器發(fā)來的配置單元標(biāo)識(shí)，結(jié)合配置緩存查找表從配置緩存存儲(chǔ)單元中將相應(yīng)的配置單元提取出來生成配置條目并發(fā)送給配置緩存控制器外部的可重構(gòu)陣列；配置條目是實(shí)現(xiàn)算法子步驟的最小單位，每個(gè)配置條目代表著一次完整映射所需要的配置信息；所述的配置緩存控制邏輯用于控制配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元和配置緩存查找表的數(shù)據(jù)更新；所述配置緩存控制器的每輪工作的起始點(diǎn)為配置緩存接口和配置緩存解析器同步開始分別對應(yīng)進(jìn)行分析外部配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)和分析執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置信息，每輪工作期間配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表、配置條目生成器均配合工作，最后以配置條目生成器生成一個(gè)配置條目為一輪工作結(jié)束，進(jìn)而進(jìn)行下一輪工作；對于新的一輪工作：配置緩存接口分析后續(xù)新的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行如下更新工作：配置緩存計(jì)數(shù)器對新的配置塊中的配置單元進(jìn)行頻次計(jì)數(shù)；選擇上一輪工作中的所有的配置塊里按先后順序第一個(gè)被配置緩存接口分析過的配置塊記為被替代配置塊；在上一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將新分析的配置塊的配置單元的頻次計(jì)數(shù)替代被替代配置塊中的配置單元的頻次計(jì)數(shù)從而更新形成新的一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果；配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元和配置緩存查找表中的內(nèi)容均隨著新的一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果的更新而更新。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，對于新一輪工作，配置緩存分級(jí)表和配置緩存存儲(chǔ)單元的更新過程如下：第一步：根據(jù)新一輪工作中配置緩存器計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果形成新的分級(jí)信息并存儲(chǔ)于配置緩存分級(jí)表中；對比新的分級(jí)信息與配置緩存查找表中所存放的配置單元標(biāo)識(shí)，將二者中相同的配置單元記為重復(fù)配置單元，保留配置緩存存儲(chǔ)單元中的重復(fù)配置單元，清除其他配置單元；第二步：根據(jù)新一輪的配置信息分級(jí)表，配置緩存接口按等級(jí)從高到低的順序依次讀取配置單元存放到配置緩存存儲(chǔ)單元，在此過程中，忽略配置緩存存儲(chǔ)單元中已存在的重復(fù)配置單元以避免重復(fù)讀取。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，在每一輪工作時(shí)，當(dāng)配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表均存儲(chǔ)好相關(guān)的信息后，配置條目生成器檢測配置緩存解析器的先入先出隊(duì)列即FIFO存儲(chǔ)器是否為空，若為空則進(jìn)入等待狀態(tài)，若不為空則執(zhí)行配置條目生成操作：配置條目生成器從配置緩存解析中的FIFO存儲(chǔ)器中依次讀取配置緩存解析器解析執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置單元標(biāo)識(shí)，根據(jù)配置單元標(biāo)識(shí)從配置緩存查找表中找到對應(yīng)的存儲(chǔ)地址，根據(jù)存儲(chǔ)地址從配置緩存存儲(chǔ)單元中讀取配置單元，并將所讀取的配置單元按順序排列組成一個(gè)完整的配置條目。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，配置條目生成的過程中，一旦檢測到配置緩存存儲(chǔ)單元中，缺少所需配置單元即暫停執(zhí)行原先配置條目的生成過程轉(zhuǎn)而執(zhí)行缺失配置信息加載操作：配置緩存控制器直接通過配置緩存接口從配置緩存控制器外部讀取所缺少的配置單元并傳遞給配置條目生成器，然后繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的配置條目生成過程。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，對于第二輪工作，若后續(xù)新的配置塊數(shù)量大于等于5個(gè)，則配置緩存接口分析后續(xù)5個(gè)新的配置塊中配置單元的標(biāo)識(shí)并進(jìn)行更新工作，若后續(xù)新的配置塊數(shù)量小于5個(gè)，則配置緩存接口分析后續(xù)所有新的配置塊中配置單元的標(biāo)識(shí)并進(jìn)行更新工作；從第三輪工作開始，在有后續(xù)新的配置塊的前提下，每輪工作中配置緩存接口分析后續(xù)1個(gè)新的配置塊中配置單元的標(biāo)識(shí)并結(jié)合之前已經(jīng)分析過的4個(gè)配置塊中配置單元的頻次信息進(jìn)行更新工作；對于除第一輪工作外的所有新一輪工作，若不存在后續(xù)新的配置塊，則配置緩存接口不再分析外部配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)同時(shí)不進(jìn)行更新工作；隨著配置條目生成器不斷生成配置條目，直到所需的配置條目全部生成后，配置緩存控制器停止工作。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，配置單元按照如下規(guī)則進(jìn)行分級(jí)：出現(xiàn)頻度在前9％的，標(biāo)記為等級(jí)FL1；出現(xiàn)頻度在前10％～29％的，標(biāo)記為FL2；出現(xiàn)頻度在30％～49％的，標(biāo)記為等級(jí)FL3；出現(xiàn)頻度在前50％～69％的，標(biāo)記為FL4；其余標(biāo)記為FL5。頻度越靠前，表明該配置單元被用于生成配置條目的可能性越高。進(jìn)一步的，在本專利技術(shù)中，所述配置緩存存儲(chǔ)單元共有4片，其中，每片位寬為256bit；所述配置緩存接口帶寬為256bit；所述配置緩存查找表具有存儲(chǔ)128條信息的空間，每條信息包含配置單元的標(biāo)識(shí)和配置單元在配置緩存存儲(chǔ)單元中的位置信息兩類信息；所述配置緩存分級(jí)表具有存儲(chǔ)128條信息的空間，每條信息為128bit，其中包含配置單元的標(biāo)識(shí)、配置單元對應(yīng)的分級(jí)以及對應(yīng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，其特征在于：由配置緩存接口、配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表、配置緩存解析器、配置條目生成器和配置緩存控制邏輯組成；所述配置緩存接口用于分析配置緩存控制器外部的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)并讀取配置塊信息；所述配置緩存計(jì)數(shù)器根據(jù)對配置緩存接口所分析的配置塊中不同配置單元的標(biāo)識(shí)對配置單元出現(xiàn)的頻次進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述配置緩存分級(jí)表根據(jù)配置緩存計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果將配置單元按照出現(xiàn)的頻次高低進(jìn)行分級(jí)并將分級(jí)信息記錄下來；所述配置緩存存儲(chǔ)單元按照配置緩存分級(jí)表中配置單元頻次的高低順序存儲(chǔ)配置單元；所述配置緩存查找表用于記錄存儲(chǔ)于配置緩存存儲(chǔ)單元中的配置單元的標(biāo)識(shí)和存儲(chǔ)位置；所述配置緩存解析器用于解析執(zhí)行操作獲得執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置信息，獲得配置信息所對應(yīng)的配置單元標(biāo)識(shí)并發(fā)送給配置條目生成器；所述配置條目生成器接收配置緩存解析器發(fā)來的配置單元標(biāo)識(shí)，結(jié)合配置緩存查找表從配置緩存存儲(chǔ)單元中將相應(yīng)的配置單元提取出來生成配置條目并發(fā)送給配置緩存控制器外部的可重構(gòu)陣列；所述的配置緩存控制邏輯用于控制配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元和配置緩存查找表的數(shù)據(jù)更新；所述配置緩存控制器的每輪工作的起始點(diǎn)為配置緩存接口和配置緩存解析器同步開始分別對應(yīng)進(jìn)行分析外部配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)和分析執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置信息，每輪工作期間配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表、配置條目生成器均配合工作，最后以配置條目生成器生成一個(gè)配置條目為一輪工作結(jié)束，進(jìn)而進(jìn)行下一輪工作；對于新的一輪工作：配置緩存接口分析后續(xù)新的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行如下更新工作：配置緩存計(jì)數(shù)器對新的配置塊中的配置單元進(jìn)行頻次計(jì)數(shù)；選擇上一輪工作中的所有的配置塊里按先后順序第一個(gè)被配置緩存接口分析過的配置塊記為被替代配置塊；在上一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將新分析的配置塊的配置單元的頻次計(jì)數(shù)替代被替代配置塊中的配置單元的頻次計(jì)數(shù)從而更新形成新的一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果；配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元和配置緩存查找表中的內(nèi)容均隨著新的一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果的更新而更新。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，其特征在于：由配置緩
存接口、配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表、配
置緩存解析器、配置條目生成器和配置緩存控制邏輯組成；
所述配置緩存接口用于分析配置緩存控制器外部的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)并
讀取配置塊信息；
所述配置緩存計(jì)數(shù)器根據(jù)對配置緩存接口所分析的配置塊中不同配置單元的標(biāo)識(shí)
對配置單元出現(xiàn)的頻次進(jìn)行計(jì)數(shù)；
所述配置緩存分級(jí)表根據(jù)配置緩存計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果將配置單元按照出現(xiàn)的頻次
高低進(jìn)行分級(jí)并將分級(jí)信息記錄下來；
所述配置緩存存儲(chǔ)單元按照配置緩存分級(jí)表中配置單元頻次的高低順序存儲(chǔ)配置
單元；
所述配置緩存查找表用于記錄存儲(chǔ)于配置緩存存儲(chǔ)單元中的配置單元的標(biāo)識(shí)和存
儲(chǔ)位置；
所述配置緩存解析器用于解析執(zhí)行操作獲得執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置信息，獲得配置
信息所對應(yīng)的配置單元標(biāo)識(shí)并發(fā)送給配置條目生成器；
所述配置條目生成器接收配置緩存解析器發(fā)來的配置單元標(biāo)識(shí)，結(jié)合配置緩存查找
表從配置緩存存儲(chǔ)單元中將相應(yīng)的配置單元提取出來生成配置條目并發(fā)送給配置緩存
控制器外部的可重構(gòu)陣列；
所述的配置緩存控制邏輯用于控制配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存
儲(chǔ)單元和配置緩存查找表的數(shù)據(jù)更新；
所述配置緩存控制器的每輪工作的起始點(diǎn)為配置緩存接口和配置緩存解析器同步
開始分別對應(yīng)進(jìn)行分析外部配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)和分析執(zhí)行操作所對應(yīng)的配置
信息，每輪工作期間配置緩存計(jì)數(shù)器、配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存
查找表、配置條目生成器均配合工作，最后以配置條目生成器生成一個(gè)配置條目為一輪
工作結(jié)束，進(jìn)而進(jìn)行下一輪工作；
對于新的一輪工作：配置緩存接口分析后續(xù)新的配置塊中的配置單元的標(biāo)識(shí)，并進(jìn)
行如下更新工作：配置緩存計(jì)數(shù)器對新的配置塊中的配置單元進(jìn)行頻次計(jì)數(shù)；選擇上一
輪工作中的所有的配置塊里按先后順序第一個(gè)被配置緩存接口分析過的配置塊記為被
替代配置塊；在上一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將新分析的配置塊的配置單元的頻次
計(jì)數(shù)替代被替代配置塊中的配置單元的頻次計(jì)數(shù)從而更新形成新的一輪工作的計(jì)數(shù)結(jié)
果；配置緩存分級(jí)表、配置緩存存儲(chǔ)單元和配置緩存查找表中的內(nèi)容均隨著新的一輪工
作的計(jì)數(shù)結(jié)果的更新而更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，其特
征在于：對于新一輪工作，配置緩存分級(jí)表和配置緩存存儲(chǔ)單元的更新過程如下：
第一步：根據(jù)新一輪工作中配置緩存器計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果形成新的分級(jí)信息并存儲(chǔ)
于配置緩存分級(jí)表中；對比新的分級(jí)信息與配置緩存查找表中所存放的配置單元標(biāo)識(shí)，
將二者中相同的配置單元記為重復(fù)配置單元，保留配置緩存存儲(chǔ)單元中的重復(fù)配置單
元，清除其他配置單元；
第二步：根據(jù)新一輪的配置信息分級(jí)表，配置緩存接口按等級(jí)從高到低的順序依次
讀取配置單元存放到配置緩存存儲(chǔ)單元，在此過程中，忽略配置緩存存儲(chǔ)單元中已存在
的重復(fù)配置單元以避免重復(fù)讀取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向粗粒度動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器的配置緩存控制器，其特
征在于：在每一輪工作時(shí)，當(dāng)配置緩存存儲(chǔ)單元、配置緩存查找表均存儲(chǔ)好相關(guān)的信息
后，配置條目生成器檢測配置緩存解析器的FI...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔宇，葛偉琪，劉波，季程，葛偉，陸生禮，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)—無錫集成電路技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32