CN201004225Y - 一种异核可重构soc动态系统切换结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异核可重构SOC动态系统切换结构，分别连接控制指令接口和被控对象，包括监控器、两个或两个以上MP核和动态切换电路，监控器与外部的控制指令接口连接，监控器与两个或两个以上MP核分别连接，监控器与动态切换电路的控制端连接，动态切换电路的输入端与两个或两个以上MP核分别连接，动态切换电路的输出端与外部的被控对象连接。本实用新型在同一PLD芯片上构造两个或两个以上MP核，新MP核的内部特性和参数与原MP核不同，但外部特征与原MP核一致，通过动态切换电路完成新旧系统的转换，在不停机的情况下完成SOC系统的动态重构。异核可重构动态系统切换结构使SOC系统适用范围更宽、技术含量更高、更适于进行深层次开发。

Description

一种异核可重构SOC动态系统切换结构

【技术领域】

本实用新型涉及嵌入式系统的可重构SOC技术领域，尤其涉及可重构SOC的异核动态切换技术。

【背景技术】

SOC(System On a Chip)运用现代计算机和微电子学的高技术，把整个系统集成到一片半导体芯片上，减小了体积、提高了运行效率、增强了可靠性、降低了功耗、减少了成本，因此被称作嵌入式系统应用的理想结构和高端形式。由于SOC技术的先进性、性能的优越性，其研究与开发越来越受到重视。

采用可重构技术实现的SOC是可重构SOC(RSOC：Reconfigurable SOC)。可重构技术可以使SOC在应用环境变化时，更新自身的系统参数与配置来适应新的系统要求。可编程器件PLD(Programmable Logic Device)是SOC重构技术实现的硬件支持。PLD的主要应用形式包括FPGA(Field Programmable GateArrays)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)。目前基于PLD的可重构技术都以静态重构为主，其采用系统停运、系统重构、重新运行的工作方式。

但在航天、军事、智能机器等领域，要求在系统不停机运行的情况下能够完成SOC的重构，即动态重构，并切换运行。但是，目前的异核可重构SOC都只能实现静态重构，不能满足航天、军事、智能机器等领域的需求。

【发明内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种异核可重构SOC动态系统切换结构，能够对可重构SOC实现动态重构。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种异核可重构SOC动态系统切换结构，分别连接控制指令接口和被控对象，包括监控器、两个或两个以上MP核和动态切换电路，监控器与外部的控制指令接口连接，监控器与两个或两个以上MP核分别连接，监控器与动态切换电路的控制端连接，动态切换电路的输入端与两个或两个以上MP核分别连接，动态切换电路的输出端与外部的被控对象连接。

作为优选，采用第一MP核和第二MP核两个MP核，第一MP核和第二MP核的输入端分别与监控器连接，第一MP核和第二MP核的输出端分别与动态切换电路连接。

作为优选，所述监控器、两个或两个以上MP核和动态切换电路在同一PLD芯片上构成。

作为优选，所述PLD芯片为可编程逻辑器件半导体芯片。

本实用新型的有益效果：本实用新型在同一PLD芯片上构造两个或两个以上MP核，通过监控器对两个或两个以上MP核进行管理、控制。在不停机的情况下在同一PLD芯片上重新构造一个新的微处理器MP核，新MP核的内部特性和参数与原MP核不同，但外部特征与原MP核一致，通过动态切换电路完成新旧系统的转换，在不停机的情况下完成SOC系统的动态重构。异核可重构动态系统切换结构使SOC系统适用范围更宽、技术含量更高、更适于进行深层次开发。本实用新型对于异核SOC动态可重构的研究、设计和应用具有重要意义。本实用新型结构简单，易于实现，适用于SOC动态可重构的研究、设计和应用领域。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种异核可重构SOC动态系统切换结构的结构示意图。

【具体实施方式】

图1是本实用新型一种异核可重构SOC动态系统切换结构的结构示意图。分别连接控制指令接口5和被控对象6，包括监控器1、两个或两个以上MP核和动态切换电路4，监控器1与外部的控制指令接口5连接.监控器1与两个或两个以上MP核分别连接，监控器1与动态切换电路4的控制端连接，动态切换电路4的输入端与两个或两个以上MP核分别连接，动态切换电路4的输出端与外部的被控对象6连接。在同一PLD芯片上构造两个或两个以上MP核，通过监控器1对两个或两个以上MP核进行管理、控制。在不停机的情况下在同一PLD芯片上重新构造一个新的微处理器MP核，新MP核的内部特性和参数与原MP核不同，但外部特征与原MP核一致，通过动态切换电路完成新旧系统的转换，在不停机的情况下完成SOC系统的动态重构。采用第一MP核2和第二MP核3两个MP核，第一MP核2和第二MP核3的输入端分别与监控器1连接，第一MP核2和第二MP核3的输出端分别与动态切换电路4连接。所述监控器1、两个或两个以上MP核和动态切换电路4在同一PLD芯片上构成。所述PLD芯片为可编程逻辑器件半导体芯片。监控器1通过控制指令接口5接受重构指令，并通过对SOC系统输出信号的作用反馈、相关MP核配置与输出信号的监测，来控制切换所涉及的各个MP核的信号匹配，并控制动态切换电路4的操作，实现SOC中MP核的新旧替换，完成系统的动态重构。

微处理器MP(Microprocessor)核是SOC的核心，系统运行时，在同一芯片上重新构造一个新的微处理器MP核，新的微处理器MP核的内部特性和参数与原MP核不同，但外部特征与原MP核一致，再通过动态切换电路4由原MP核转换到新MP核，实现SOC系统的动态重构，在重构和切换过程中不影响SOC对被控对象6的操控。

通过控制指令接口5发出重构指令，采用电路设计和硬件描述语言HDL的程序设计，利用PLD芯片中的LE构成所需的SOC硬件。监控器1、第一MP核2、第二MP核3和动态切换电路4硬件被设计在同一个PLD芯片上。

本实用新型中异核表示SOC内有不同的MP核，有运行MP核与备用MP核。本实施例中初始状态时，第一MP核2为运行MP核，第二MP核3为备用MP核。当监控器1收到外部的换核指令后.按照指令参数控制第二MP核3调整参数和配置，第二MP核3成为准备投用的新MP核；第二MP核3的设置调整好后，监控器1检测采集SOC的输出状态；监控器1控制调整第二MP核3的输出，使之与当前的SOC输出相匹配；监控器1对比第二MP核3输出和SOC输出，确定匹配后，控制动态切换电路4将SOC的输出端从原运行的第一MP核2转换到第二MP核3的输出引脚，第二MP核3成为SOC的运行MP核；SOC系统实现新旧MP核的不停机平稳变换，完成了SOC的动态重构，系统在第二MP核3的操控下运行；第一MP核2进入备用状态，在需要的时候，可经重新设置，再将第一MP核2切换为SOC的运行MP核。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的结构均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种异核可重构SOC动态系统切换结构，分别连接控制指令接口(5)和被控对象(6)，其特征在于：包括监控器(1)、两个或两个以上MP核和动态切换电路(4)，监控器(1)与外部的控制指令接口(5)连接，监控器(1)与两个或两个以上MP核分别连接，监控(1)与动态切换电路(4)的控制端连接，动态切换电路(4)的输入端与两个或两个以上MP核分别连接，动态切换电路(4)的输出端与外部的被控对象(6)连接。

2.如权利要求1所述的一种异核可重构SOC动态系统切换结构，其特征在于：采用第一MP核(2)和第二MP核(3)两个MP核，第一MP核(2)和第二MP核(3)的输入端分别与监控器(1)连接，第一MP核(2)和第二MP核(3)的输出端分别与动态切换电路(4)连接。

3.如权利要求1所述的一种异核可重构SOC动态系统切换结构，其特征在于：所述监控器(1)、两个或两个以上MP核和动态切换电路(4)在同一PLD芯片上构成。

4.如权利要求3所述的一种异核可重构SOC动态系统切换结构，其特征在于：所述PLD芯片为可编程逻辑器件半导体芯片。

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