CN104615439A - 一种可重构系统的配置控制器 - Google Patents

一种可重构系统的配置控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN104615439A
CN104615439A CN201510079756.4A CN201510079756A CN104615439A CN 104615439 A CN104615439 A CN 104615439A CN 201510079756 A CN201510079756 A CN 201510079756A CN 104615439 A CN104615439 A CN 104615439A
Authority
CN
China
Prior art keywords
configuration
packet
reconfigurable system
controller
groups
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510079756.4A
Other languages
English (en)
Inventor
曹鹏
尹玲
杨锦江
胡建兵
刘波
王超
卜爱国
李�杰
杨军
时龙兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510079756.4A priority Critical patent/CN104615439A/zh
Publication of CN104615439A publication Critical patent/CN104615439A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可重构系统的配置控制器，其包括：配置信息存储器，由配置包存储器和配置组存储器构成，其中配置包包括配置组的索引序列和任务控制信息，配置组对应可重构系统中计算阵列的不同模块的配置码，不同配置组具有不同的索引；配置解析器，用于解析配置包，生成任务的配置信息，通过配置信息完成配置控制器对计算阵列的控制。本发明提供了用于实现大规模可重构系统中计算阵列局部重构的配置控制器结构，减少了可重构系统的配置信息存储容量和配置调度时间，提高了可重构系统的性能。

Description

一种可重构系统的配置控制器
技术领域
本发明涉及嵌入式系统的技术领域，特别是一种可重构系统的配置控制器结构，可应用于可重构系统芯片设计中配置信息的高效局部重构。
背景技术
可重构系统能够在系统运行时通过动态配置改变其功能，同时保持较高计算性能，兼具高性能和高灵活的计算优势，在许多领域得到了广泛应用。面向计算任务日趋复杂的应用需求，可重构系统执行任务所需的配置信息的容量和复杂度日益增加，影响可重构系统计算性能。针对计算密集型应用，可重构系统的配置信息存在局部性、重用性等特征，动态重构过程中通常仅需更新局部可重构计算阵列的配置信息，且不同任务间存在相同的配置信息可重用，传统配置信息组织方式和调度模式未能充分利用上述特征，导致配置信息存储空间需求和配置调度时间需求增加，影响可重构系统计算性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可重构系统的配置控制器结构，用以减少可重构系统的配置信息存储容量和配置调度时间，提高可重构系统的计算性能。
为了解决上述问题，本发明公开了一种动态可重构系统的配置控制器，包括：配置信息存储器，由配置包存储器和配置组存储器构成，其中配置存储器存储所有任务的配置包，配置包包括任务控制信息和多个配置组索引序列，配置组存储器存储所有任务的配置组，配置组是可重构系统中单个计算阵列模块的配置码，不同配置组具有不同的索引；配置解析器，用于解析配置包，生成可重构系统中计算阵列的配置信息，计算阵列由多个计算阵列模块构成，配置控制器通过生成的配置信息完成对计算阵列执行任务的控制。
所述配置包存储器：存储多个任务对应的配置包，每个配置包的长度取决于对应任务所需的计算阵列模块的个数。
所述配置组存储器：存储多个任务对应的所有配置组，每个配置组是单个计算阵列模块的配置码，不同任务间相同的配置组不重复存储。
所述配置解析器：实现单个配置包的解析，解析获得配置包多个配置组，通过单个配置包和多个配置组生成单个任务的配置信息，将配置信息发送至可重构系统计算阵列的配置接口，完成对计算阵列执行任务的控制。
所述的配置控制器：可以实现可重构系统的任务配置调度，进一步解释其工作过程：可重构系统初始化过程中初始化配置包存储器和配置组存储器；初始化之后，配置解析器按照配置包存储器中配置包的存储顺序，依次读取对应的配置包，配置控制器解析配置包并根据解析的配置包，读取配置组存储器中对应的多个配置组，配置控制器根据配置包和对应的多个配置组生成配置信息，将配置信息发送至可重构系统计算阵列的配置接口。
所述的配置包存储器中的配置包格式有以下特点：
（1）配置包不定长，根据任务执行所需的可重构系统计算阵列模块的个数来确定配置包长度，具有较强的灵活性；
（2）配置包中含有配置算法包头。配置算法包头中标识了算法索引、配置包的子包个数、任务循环控制信息。任务循环控制信息包括是否需要循环的标志位、循环开始的配置包子包索引、循环结束的配置包子包索引、是否需要无限循环的标志位、有限循环情况下是所需的循环次数；
（3）配置包子包中含有子包头。配置包子包子包头中标识了该配置包所配置的计算阵列模块的索引、该配置包使能的计算阵列模块的索引、该配置包使能的计算阵列模块之间的同步机制；
（4）在配置控制器根据解析的配置包生成配置信息，配置可重构系统计算阵列完成新的任务过程中，部分计算阵列模块根据新的配置信息执行新的功能，部分计算阵列模块的配置信息不更新、继续执行原有功能，部分计算阵列模块的配置信息不更新、在新的任务中不再工作。这种部分重构可重构系统计算阵列的配置信息的方法，减少了实际传输的配置信息量，缩短了配置时间，提高了可重构系统性能。
本发明的优点及有益效果：
（1）本发明的可重构系统的配置控制器结构，通过在传统的配置控制器结构中增加一个配置包存储器，能够根据解析的配置包，将不同计算阵列的配置组组织生成计算阵列的配置信息，从而避免了不同任务的计算阵列配置信息间相同配置组的重复存储，降低了配置信息存储器的实际容量需求。
（2）本发明的可重构系统的配置控制器结构，通过通过在传统的配置控制器结构中增加一个配置包存储器，生成部分计算阵列模块的配置信息，其余部分计算阵列模块的配置信息不更新，继续执行原有功能或在新的任务中不再工作，从而减少了可重构系统新的任务实际所需配置信息量，缩短了配置时间，提高了可重构系统性能。
本发明的可重构系统的配置控制器结构，以分组密码算法的实现为例，可以使配置信息存储器的实际容量需求降低85%，配置时间缩短77%，可重构系统性能提升10%。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本人发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的一种可重构系统的结构示意图。
图2为本发明的一种可重构系统的配置控制器结构的工作流程图。
图3为本发明的一种可重构系统的配置控制器结构中的配置包的结构示意图。 图3(a)为配置包的整体结构示意图；图3(b)为配置包的包头结构示意图；图3(c)为配置包的子包头结构示意图。
图4为本发明的一种可重构系统的含有配置控制器结构的微处理器应用连接图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的缓存结构及管理方法实施例进行说明，应当理解，此处所描述的缓存结构及管理方法实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明的一种可重构系统的结构示意图，包括配置控制器和计算阵列。配置控制器包括配置信息存储器和配置解析器，配置信息存储器由配置包存储器和配置组存储器构成，其中配置存储器存储所有任务的配置包，配置组存储器存储所有任务的配置组，配置解析器用于解析配置包，生成可重构系统中计算阵列的配置信息，配置控制器通过生成的配置信息完成对计算阵列执行任务的控制；计算阵列包括配置接口和N个计算阵列模块，配置接口用于接收配置控制器发送的作用于n(n≤N)个计算阵列模块的配置信息，每个计算阵列模块具有相同的计算单元和拓扑结构，N个计算阵列模块构成所有的计算阵列的计算资源。
图2为本发明的一种可重构系统的配置控制器结构的工作流程图。
第一步，系统上电，重置；
第二步，配置组初始化，将某算法所有任务的配置组存储至配置组存储器中，不同任务间相同的配置组不重复存储；
第三步，配置包初始化，将某算法所有任务的配置包存储至配置包存储器中，配置包中配置组的索引与其在配置组存储器中的存储顺序对应；
第四步，等待配置解析器就位，就位则进行下一步，否则继续当前步骤；
第五步，等待计算阵列就位，就位则进行下一步，否则继续当前步骤；
第六步，配置解析器读取配置包存储器中的配置包；
第七步，配置解析器解析所读取的配置包；
第八步，配置解析器根据配置包解析所得多个配置组的索引，从配置组存储器中读取多个配置组；
第九步，配置解析器根据单个配置包和多个配置组生成配置信息；
第十步，配置解析器将生成的配置信息传输至计算阵列的配置接口,完成对计算阵列执行任务的控制，返回第四步。
图3为本发明的一种可重构系统的配置控制器结构中的配置包的结构示意图。
图3(a)所示为配置包的整体结构示意图，包括1个包头和m个子包，每个子包由1个子包头和ni(1≤i≤m, 1≤ni≤N, N为计算阵列模块的个数)个配置组索引构成，ni个配置组索引对应计算阵列中ni个计算阵列模块。由配置包的格式可见其不定长的特性，配置包的长度取决于子包的个数m，不同子包（索引i）的长度取决于所配置的计算阵列模块的个数ni；
图3(b)所示为配置包的包头结构示意图，图中标号解释如下：
算法索引01、配置包的子包个数02、是否需要循环的标志位03、循环开始的配置包子包索引04、循环结束的配置包子包索引05、是否需要无限循环的标志位06、有限循环情况下是所需的循环次数07、保留08；
配置包包头包含了配置包的局部循环信息，用于支持算法中部分任务的循环执行。
图3(c)所示为配置包的子包头结构示意图，图中标号解释如下：
子包配置的计算阵列模块的个数11、子包对应任务所需的所有计算阵列模块（包括执行新配置信息的计算阵列模块和执行原有配置信息的计算阵列模块）间的同步机制12、计算阵列中所有计算阵列模块的使能信号13、保留14。
图4为本发明的一种可重构系统的配置控制器结构应用于SoC芯片的架构示意图。该SoC芯片的结构包括：作为主控处理器的ARM7TDMI、AHB总线、可重构系统、片外存储器。选择具有小型、快速、低能耗、编译器支持好等优点的ARM7TDMI处理器作为主控处理器，用于可重构系统的重置和初始化等操作；可重构系统通过AHB总线主控处理器和片外存储器相连接，作为从设备接收主控处理器的控制信息，作为主设备从片外存储器访问数据；可重构系统重置并初始化配置信息存储器后，配置解析器按照配置包存储器中配置包的存储顺序，依次读取对应的配置包，配置控制器解析配置包并根据解析的配置包，读取配置组存储器中对应的多个配置组，配置控制器根据配置包和对应的多个配置组生成配置信息，将配置信息发送至可重构系统计算阵列的配置接口
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，基于传统的配置控制器结构，在配置信息存储器中，除了配置组存储器之外，增加了一个配置包存储器；所述的配置控制器包括：配置信息存储器和配置解析器；其中，
所述配置信息存储器包括：配置包存储器和配置组存储器，其中配置包存储器存储所有任务的配置包，所述配置包包括任务控制信息和多个配置组索引序列，配置组存储器存储所有任务的配置组，所述配置组是可重构系统中单个计算阵列模块的配置码，不同配置组具有不同的索引；
所述配置解析器，用于解析配置包，生成可重构系统中计算阵列的配置信息，计算阵列由多个计算阵列模块构成，配置控制器通过生成的配置信息完成对计算阵列执行任务的控制。
2.根据权利要求1所述的面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，所述的配置包存储器，存储多个任务对应的配置包，配置解析器可根据单个配置包和多个配置组生成单个任务的配置信息。
3.根据权利要求1所述的面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，所述的配置组存储器，存储多个任务对应的所有配置组，不同任务间相同的配置组不重复存储，配置解析器可根据单个配置包和多个配置组生成单个任务的配置信息。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，所述的配置包，由包头和多个子包构成，其长度取决于对应任务所需的计算阵列模块的个数；包头包括算法索引、子包个数、任务循环控制信息；子包由子包头和多个配置组索引构成，子包头包括配置组个数和每个配置组的控制信息。
5.根据权利要求1或权利要求3所述的面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，所述的配置组，是单个计算阵列模块的配置码，包括该计算阵列模块的计算操作、非线性映射、内部数据路由、外部数据路由等信息。
6.根据权利要求1所述的面向可重构系统的配置控制器，其特征在于，配置控制器的执行过程为：可重构系统初始化过程中初始化配置包存储器和配置组存储器；初始化之后，配置解析器按照配置包存储器中配置包的存储顺序，依次读取对应的配置包，配置控制器解析配置包并根据解析的配置包，读取配置组存储器中对应的多个配置组，配置控制器根据配置包和对应的多个配置组生成配置信息，将配置信息发送至可重构系统计算阵列的配置接口。
CN201510079756.4A 2015-02-13 2015-02-13 一种可重构系统的配置控制器 Pending CN104615439A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510079756.4A CN104615439A (zh) 2015-02-13 2015-02-13 一种可重构系统的配置控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510079756.4A CN104615439A (zh) 2015-02-13 2015-02-13 一种可重构系统的配置控制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104615439A true CN104615439A (zh) 2015-05-13

Family

ID=53149901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510079756.4A Pending CN104615439A (zh) 2015-02-13 2015-02-13 一种可重构系统的配置控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104615439A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104915213A (zh) * 2015-06-19 2015-09-16 东南大学 一种可重构系统的局部重构控制器
CN107168708A (zh) * 2017-05-15 2017-09-15 东南大学 一种可重构系统配置控制器及其流水调度方法
CN108228529A (zh) * 2017-09-28 2018-06-29 清华大学无锡应用技术研究院 用于配置可重构计算阵列的方法及其系统
CN108566393A (zh) * 2018-04-13 2018-09-21 清华大学无锡应用技术研究院 数据加密的方法、装置和系统
CN108616348A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 清华大学无锡应用技术研究院 使用可重构处理器实现安全算法、解密算法的方法及系统
CN109144685A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 支持多处理系统中的可重新配置同步的架构和服务

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1849588A (zh) * 2003-09-15 2006-10-18 辉达公司 用于测试和配置半导体功能电路的系统和方法
US20100114826A1 (en) * 2008-10-24 2010-05-06 Microsoft Corporation Configuration management in distributed data systems
CN101996154A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 北京多思科技发展有限公司 支持可重组安全设计的通用处理器
US20110255441A1 (en) * 2006-10-03 2011-10-20 Ulrich Heinkel Method And Apparatus For Reconfiguring IC Architectures
CN102347833A (zh) * 2011-09-22 2012-02-08 东南大学 一种基于ram共享技术的可重构s盒电路结构
CN202475451U (zh) * 2011-10-26 2012-10-03 东南大学 一种基于ram共享技术的可重构s盒电路结构
CN103914404A (zh) * 2014-04-29 2014-07-09 东南大学 一种粗粒度可重构系统中的配置信息缓存装置及压缩方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1849588A (zh) * 2003-09-15 2006-10-18 辉达公司 用于测试和配置半导体功能电路的系统和方法
US20110255441A1 (en) * 2006-10-03 2011-10-20 Ulrich Heinkel Method And Apparatus For Reconfiguring IC Architectures
US20100114826A1 (en) * 2008-10-24 2010-05-06 Microsoft Corporation Configuration management in distributed data systems
CN101996154A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 北京多思科技发展有限公司 支持可重组安全设计的通用处理器
CN102347833A (zh) * 2011-09-22 2012-02-08 东南大学 一种基于ram共享技术的可重构s盒电路结构
CN202475451U (zh) * 2011-10-26 2012-10-03 东南大学 一种基于ram共享技术的可重构s盒电路结构
CN103914404A (zh) * 2014-04-29 2014-07-09 东南大学 一种粗粒度可重构系统中的配置信息缓存装置及压缩方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈韬 等: "一种基于流处理框架的可重构分簇式分组密码处理结构模型", 《电子与信息学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104915213A (zh) * 2015-06-19 2015-09-16 东南大学 一种可重构系统的局部重构控制器
CN104915213B (zh) * 2015-06-19 2018-05-18 东南大学 一种可重构系统的局部重构控制器
CN107168708A (zh) * 2017-05-15 2017-09-15 东南大学 一种可重构系统配置控制器及其流水调度方法
CN109144685A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 支持多处理系统中的可重新配置同步的架构和服务
CN109144685B (zh) * 2017-06-16 2022-04-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 支持多处理系统中的可重新配置同步的架构和服务
CN108228529A (zh) * 2017-09-28 2018-06-29 清华大学无锡应用技术研究院 用于配置可重构计算阵列的方法及其系统
CN108228529B (zh) * 2017-09-28 2019-07-26 清华大学无锡应用技术研究院 用于配置可重构计算阵列的方法及其系统
CN108566393A (zh) * 2018-04-13 2018-09-21 清华大学无锡应用技术研究院 数据加密的方法、装置和系统
CN108616348A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 清华大学无锡应用技术研究院 使用可重构处理器实现安全算法、解密算法的方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104615439A (zh) 一种可重构系统的配置控制器
CN109063843B (zh) 一种量子计算机软件架构系统
CN104915213B (zh) 一种可重构系统的局部重构控制器
CN108509270B (zh) 一种国产申威26010众核处理器上K-means算法的高性能并行实现方法
CN104899085B (zh) 一种数据处理方法和装置
CN103019838B (zh) 一种基于多dsp处理器平台的分布式实时多任务操作系统
CN105874436B (zh) 用于自主存储器的方法及设备
US9250996B2 (en) Multicore type error correction processing system and error correction processing apparatus
CN102667649A (zh) 基于多处理器的可编程逻辑控制器及其操作方法
CN110503179B (zh) 计算方法以及相关产品
CN111860773B (zh) 处理装置和用于信息处理的方法
CN102255687B (zh) 速率匹配方法与装置
US20080222303A1 (en) Latency hiding message passing protocol
CN102662889A (zh) 中断处理方法、中断控制器及处理器
CN102510273B (zh) 一种有限脉冲响应滤波器
CN108845829A (zh) 一种系统寄存器访问指令的执行方法
CN101587467B (zh) 一种应用于可重构计算架构的重构信息发送引擎
CN108388943B (zh) 一种适用于神经网络的池化装置及方法
US8527738B2 (en) Flexray system using efficient storage of instructions
CN111401522B (zh) 脉动阵列变速控制方法及可变速脉动阵列微框架系统
CN111260046B (zh) 运算方法、装置及相关产品
CN111949318B (zh) 指令处理方法、装置及相关产品
CN111258641B (zh) 运算方法、装置及相关产品
Salcic et al. A time predictable heterogeneous multicore processor for hard real-time GALS programs
CN112712167A (zh) 支持多种卷积神经网络加速的存储器访问方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150513

RJ01 Rejection of invention patent application after publication