DE10240000A1 - Router for use in networked data processing has a configuration method for use with reconfigurable multi-dimensional fields that includes specifications for handling back-couplings - Google Patents

Router for use in networked data processing has a configuration method for use with reconfigurable multi-dimensional fields that includes specifications for handling back-couplings

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DE10240000A1
DE10240000A1 DE10240000A DE10240000A DE10240000A1 DE 10240000 A1 DE10240000 A1 DE 10240000A1 DE 10240000 A DE10240000 A DE 10240000A DE 10240000 A DE10240000 A DE 10240000A DE 10240000 A1 DE10240000 A1 DE 10240000A1
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Volker Baumgarte
Martin Vorbach
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    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure

Abstract

Configuration method for multidimensional fields of reconfigurable networked data processing cells, whereby the necessary connections between cells are prioritized, then first connections that have a high priority are provided and subsequently remaining connections are provided. An Independent claim is made for a method for configuration or reconfiguration of a multidimensional field and or cell for data processing, in which the data is processed in cells and processing results are transmitted downstream for further processing. At least one set of data from a cell is transmitted upstream, with the cell position chosen so that the back coupling time of this connection is no greater that that of any other connection in the configuration.

Description

  • Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Verfahren und Ausgestaltungen von Bussystemen für konfigurierbare Architekturen. The present invention is concerned with methods and configurations of bus systems for configurable architectures. Die Optimierung der Konfigurations- und Rekonfigurationseffizenz wird besonders berücksichtigt. Optimizing the configuration and Rekonfigurationseffizenz is given special consideration.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Neues für die gewerbliche Nutzung bereitzustellen. Object of the invention is to provide something novel for commercial use.
  • Die Lösung der Aufgabe wird unabhängig beansprucht. The solution of the object is claimed independently. Bevorzugte Ausführungsformen befinden sich in den Unteransprüchen. Preferred embodiments are in the dependent claims.
  • Unter einer rekonfigurierbaren Architektur, werden Bausteine (VPU) mit konfigurierbarer Funktion und/oder Vernetzung verstanden, insbesondere integrierte Bausteine mit einer Mehrzahl von ein- oder mehrdimensional angeordneten arithmetischen und/oder logischen und/oder analogen und/oder speichernden und/oder vernetzenden Baugruppen (im Folgenden PAEs) genannt) und/oder kommunikativen/peripheren Baugruppen (IO), die direkt oder durch ein oder mehrere Bussystem e) miteinan der verbunden sind. Under a reconfigurable architecture, blocks (VPU) understood with configurable function and / or cross-linking, in particular integrated modules having a plurality of single- or multi-dimensionally arranged arithmetic and / or logical and / or analog and / or storing and / or interconnecting modules ( hereinafter referred PAEs)) and / or communicative / peripheral assemblies (IO), which are connected directly or through one or more bus system e) of miteinan. PAEs sind beliebiger Ausgestaltung, Mischung und Hierarchie angeordnet. PAEs are arranged any configuration, and mix hierarchy. Diese Anordnung wird im Weiteren PAE-Array oder PA genannt. This arrangement is referred to below as PAE array or PA.
  • Zur Gattung dieser Bausteine zählen systolische Arrays, neuronale Netze, Mehrprozessor Systeme, Prozessoren mit mehreren Rechenwerken und/oder logischen Zellen, Vernetzungs- und Netzwerkbausteine wie zB Crossbar-Schalter, ebenso wie bekannte Bausteine der Gattung FPGA, DPGA, XPUTER, etc.. Hingewiesen wird insbesondere in diesem Zusammenhang auf die folgenden Schutzrechte desselben Anmelders: P 44 16 881.0-53, The genus of these devices include systolic arrays, neural networks, multiprocessor systems, processors with multiple arithmetic units and / or logic cells, networking and network modules such as crossbar switches, as well as known modules of the generic FPGA, DPGA, XPUTER, etc .. pointed in particular in this connection to the following patents of the same applicant: P 44 16 881.0-53, DE 197 81 412.3 DE 197 81 412.3 , . DE 197 81 483.2 DE 197 81 483.2 , . DE 196 54 846.2-53 DE 196 54 846.2-53 , . DE 196 54 593.5-53 DE 196 54 593.5-53 , . DE 197 04 044.6-53 DE 197 04 044.6-53 , . DE 198 80 129.7 DE 198 80 129.7 , . DE 198 61 088.2-53 DE 198 61 088.2-53 , . DE 199 80 312.9 DE 199 80 312.9 , PCT/DE 00/01869, , PCT / DE 00/01869, DE 100 36 627.9-33 DE 100 36 627.9-33 , . DE 100 28 397.7 DE 100 28 397.7 , . DE 101 10 530.4 DE 101 10 530.4 , . DE 101 11 014.6 DE 101 11 014.6 , PCT/EP 00/10516, , PCT / EP 00/10516, EP 01 102 674.7 EP 01 102 674.7 , PACT19, PACT20, PACT21, PACT27, PACT28, PACT15. , PACT19, PACT20, PACT21, PACT27, PACT28, PACT15. Diese sind hiermit zu Offenbarungszwecken vollumfänglich eingegliedert. These are hereby incorporated in full for disclosure purposes.
  • 1. Aufbau von Bussystemen 1. Construction of bus systems
  • Eine herkömmliche Implementierung der Konfiguration erfordert eine Synchronisation zwischen den Objekten. A conventional implementation of configuration requires synchronization between the objects. Diese Synchronisation wird zentral über einen FILMO (vgl. PACT04, PACT05, PACT10, PACT17) realisiert. This synchronization is centrally via a FILMO (see. PACT04, PACT05, PACT10, PACT17) realized. Dadurch vergehen zwischen dem Ende einer alten Konfiguration (reconfig-Event) und dem Beginn einer neuen Konfiguration (Object geht erneut in den Zustand "configured") mindestens so viele Takte wie der gepipelinete CM-Testbus lang ist (Hin- und Rückweg). This elapse between the end of an old configuration (reconfig event) and the beginning of a new configuration (Object again goes into the state "configured") at least as many cycles as the pipelined CM-test bus is long (there and back).
  • Zur Beschleunigung werden erfindungsgemäß zwei Verfahren vorgeschlagen: Two methods are proposed with the invention to speed:
    • a) Die erforderliche Reihenfolge wird durch zusätzliche Logik in den Objekten sichergestellt, zB Verwaltung von IDs, a) The required order is ensured by additional logic in the objects, eg for managing IDs
    • b) Die Objekte werden derart modifiziert, dass keine Reihenfolge mehr beachtet werden muß, sondern daß die ordentliche Verschaltung durch die Architektur der Objekte sichergestellt wird. b) The objects are modified such that no order should be noted but that the ordinary interconnection by the architecture of the objects is ensured.
  • Für die folgenden Betrachtungen werden die in einer typischen rekonfigurierbaren Architektur vorhandenen Module in zwei Gruppen eingeteilt: For the following considerations present in a typical reconfigurable architecture modules are divided into two groups:
    Busse Dieses Gruppe umfaßt die Verbindungsleitung zwischen zwei Segmenten. Buses This group includes the connecting line between the two segments. Sie wird repräsentiert durch den Segment-Switch an seinem Ende. It is represented by the segment switch at its end.
    Objekt In dieser Gruppe werden alle Objekte zusammengefaßt, die einen Anschluß an einen Bus, bzw. mit ihrer Umwelt kommunizieren besitzen, dh beliebige PAE (zB Speicher, RLUs), IO, etc. Object In this group all the objects are combined which have a connection to a bus, and communicate with their environment, that is, any PAE (eg, memory, RLUs), IO, etc.
  • Abhängigkeiten bestehen typischerweise zwischen allen direkt benachbarten Objekten. Dependencies are typically made between all directly adjacent objects. Dies sind im einzelnen: These are as follows:
    Bus zu Bus Ein Bus wird dabei repräsentiert durch den Segment-Switch am Ende eines Busses Objekt zu Bus Objekt ist dabei beliebig aus FREG, BREG, ALU und RAM zu wählen. Bus to bus A bus is in this case represented by the segment switch at the end of a bus to bus object object is to be selected arbitrarily from FREG, BREG, ALU and RAM. Ebenso zählt alles als Objekt in diesem Sinne, was einen Connect besitzt. Likewise, everything counts as an object in this sense, which has a Connect.
    Objekt zu Objekt Diese sind nicht direkt benachbart, es liegt immer ein Bus dazwischen. Object to object These are not directly adjacent, there is always a bus between. Hier besteht keine Abhängigkeit. Here there is no dependency.
  • 1.1 Bus zu Bus Abhängigkeit 1.1 Bus to bus depending
  • Längere Busse werden nach dem Stand der Technik beispielsweise von hinten nach vorne konfiguriert. Longer buses are configured according to the prior art, for example, from back to front. Dabei wird das letzte Bus-Segment mit offenem Switch konfiguriert, alle anderen mit geschlossenem Bus-Switch. Here, the last bus segment is configured with an open switch, all others closed bus switch. Die Einhaltung der Reihenfolge ist erforderlich, um zu verhindern, dass Daten von einem weiter vorne liegenden Bus in einen weiter hinten liegenden laufen, der noch zu einer anderen Konfiguration gehört. The observance of the order is necessary to avoid that data passes from a more forward bus in a more rearward, which still belongs to another configuration.
  • 1.2 Bus zu Objekt Abhängigkeit 1.2 Bus to object dependency
  • Nach dem Stand der Technik darf ein Objekt erst dann konfiguriert werden, wenn sichergestellt ist, dass die von dem Objekt benutzten Busse bereits konfiguriert sind. In the prior art, an object may only be configured when it is ensured that the buses used by the object are already configured. Auch diese Abhängigkeit besteht um sicherzustellen, dass keine Daten in eine fremde Konfiguration laufen (PAE-Ausgang) bzw. von einer fremden Konfiguration genommen werden (PAE-Eingang). Also, this dependency is to ensure that no data to an external configuration run (PAE-output) or be taken from an external configuration (PAE input).
  • Zusammenfassend läßt sich feststellen, dass eine Abhängigkeit immer dann besteht, wenn ein Objekt eine Verbindung zu einem anderen Objekt herstellt (Connection-Mask bzw. geschlossener Switch). In summary it can be stated that a dependency always exists when an object is a link to another object produces (Connection mask or closed switch). Dabei darf die Verbindung erst dann hergestellt werden, wenn sichergestellt ist, dass das Objekt, zu dem die Verbindung erstellt werden soll, bereits zur gleichen Konfiguration gehört (dh bereits entsprechend konfiguriert ist) . The connection may only be made if it is ensured that the object to which the connection is to be created, is already part of the same configuration (ie already configured accordingly).
  • 2. Kontrolle über ID-Verwaltung 2. control of ID management
  • Der einfachste Ansatz ist, in jedem Objekt die ID oder Array-ID (vgl. PACT10) zu speichern, die das Objekt aktuell verwendet. The simplest approach is to store every object in the ID or array-ID (see FIG. PACT10), which uses the object to date. Sobald eine Verbindung zwischen zwei Objekten konfiguriert wird (zB zwischen einem PAE-Ausgang und einem Bus), ist im Voraus zu prüfen, ob beide Objekte dieselbe ID/Array-ID besitzen. Once a connection between two objects is configured (for example, between a PAE output and a bus) is to check in advance whether the two objects have the same ID / ID array. Ist dies nicht der Fall, darf die Verbindung nicht hergestellt werden. If this is not the case, the connection can not be established.
  • Obwohl dieses Verfahren grundsätzlich vergleichsweise trivial ist, erfordert es einen hohen Hardware-Aufwand, da für jede mögliche Verbindung Register für die Speicherung der ID/Array-ID und Komparatoren zum Vergleich der ID/Array-ID der beiden zu verbindenden Objekte notwendig sind. Although this method is comparatively trivial principle, it requires a large amount of hardware because the two objects to be bonded are necessary for any link register for storing the ID / array ID and comparators for comparing the ID / Array ID.
  • 1 1 zeigt die zwei PAEs (0101, 0102), mit ihren dazugehörenden IDs, sowie einen Bus (0103) mit ID. shows the two PAEs (0101, 0102), associated with their IDs, and a bus (0103) with ID. Über die Komparatoren (0104, 0105) wird jede PAE/Bus-Verbindung geprüft. each PAE / bus connection is checked by comparators (0104, 0105). Die Figur soll nur das Grundprinzip verdeutlichen. The figure is intended to illustrate only the basic principle. Sofern alle Ressourcen (Ein-/Ausgänge der PAEs, Busse) berücksichtigt werden, steigt die Komplexität und der damit verbundene Hardwareaufwand erheblich an. Provided that all resources (inputs / outputs of PAEs, buses) take into account the complexity and hardware cost associated increases considerably.
  • Ein technisch günstiger zu realisierendes und daher bevorzugtes Verfahren wird in den folgenden Abschnitten besprochen: A technically cheaper to be realized, and therefore preferred method is discussed in the following sections:
  • 3. Kontrolle über Vernetzungsstruktur 3. control of network structure
  • Abbildung Illustration 2 2 zeigt ein Bus-Segment, das von Konfiguration A und B benötigt wird. shows a bus segment that is required by configuration A and B. Es ist von Konfiguration A belegt. It is occupied by configuration A. Konfiguration B kann unabhängig davon die beiden benachbarten Busstücke bereits belegen. Configuration B can regardless occupy the two adjacent Busstücke already. Durch die doppelten Switches wird ausgeschlossen, dass Daten von Konfiguration B den Datenfluß von Konfiguration A stören. By the double switch is possible that data from Configuration B disturb the flow of data from configuration A. Ebenso laufen keine Daten von Konfiguration A nach B. Hierbei muß Konfiguration B wie bisher auch darauf vertrauen, dass Konfiguration A korrekt implementiert wurde und der Switch am Ausgang geöffnet ist. Also, no data from configuration A to B. This run must also trust that Configuration A was implemented correctly and the switch is open the output configuration B as before.
  • Sobald sich Konfiguration A beendet, wird der freiwerdene Bus von Konfiguration B belegt, und Konfiguration B beginnt zu arbeiten. Once configuration A complete, the free bus becoming occupied by configuration B and configuration B begins to operate.
  • Mit anderenen Worten liegt ein Grundprinzip des Verfahrens darin, dass jedes Element das an einer Datenübertragung beteiligt ist, sich aktiv auf die entsprechende Datenquelle oder den Datensender aufschaltet. With anderenen words, a basic principle of the method is that each element is involved in a data transfer to actively locks onto the appropriate data source or the data transmitter.
  • Bus zu PAE-Eingang Bus input PAE
  • Abbildung Illustration 3 3 zeigt einen PAE-Eingang (0301), der an die unteren beiden der drei abgebildeten Busse angeschlossen werden soll. shows a PAE input (0301), which is to be connected to the lower two of the three depicted buses. Die vertikalen Schalter entsprechen einem einfachen Verbindungsschalter zum Aufschalten auf den Bus die durch die PAE verwaltet werden (0302), die horizontalen Schalter (0303) werden zusätzlich über den Bus konfiguriert um eine korrekte Aufschaltung sicherzustellen. The vertical switch correspond to a simple connection switch for switching on the bus that are managed by the PAE (0302), the horizontal switch (0303) additionally be configured via the bus to ensure a correct hook-up.
  • In Abbildung in Figure 3a 3a ist der mittlere Bus noch von einer anderen Konfiguration belegt. the central bus is still occupied by another configuration. Dennoch kann das Objekt mit dem PAE-Eingang vollständig konfiguriert werden. Nevertheless, the object with the PAE input can be fully configured. Daten vom mittleren Bus können nicht unbeabsichtigt in das Objekt laufen, da dies durch die Konfiguration des Busses (Schalter 0303) verhindert wird. Data from the central bus can not run unintentionally in the object, as shown by the configuration of the bus (switch 0303) is prevented.
  • In Abbildung in Figure 3b 3b hat die alte Konfiguration terminiert und wurde durch die neue Konfiguration ersetzt. the old configuration has terminated and replaced by the new configuration. Jetzt sind beide Busse verfügbar. Now both coaches are available. Zur Bestimmung, welche Busse tatsächlich aufgeschaltet werden, dienen nur die vertikalen Schalter (0302) . To determine which buses are actually switched, only the vertical counter (0302) are used.
  • In Abbildung in Figure 3c 3c wird schließlich der obere Bus von einer dritten Konfiguration belegt, die ebenfalls den gezeigten PAE-Eingang verwenden möchte. the upper bus is finally occupied by a third configuration, which would also use the input shown PAE. Der Bus wird deshalb bereits so konfiguriert, dass an dieser Stelle Daten entnommen werden können. The bus is therefore already been configured so that data can be taken at this point. Dies hat allerdings keinerlei Auswirkungen auf das Objekt, da die PAE Konfiguration an dieser Stelle keine Verbindung vorsieht. However, this has no effect on the object because the PAE configuration provides no connection at this point. Die Verbindung wird also erst hergestellt, wenn die Konfiguration des PAE-Eingangs wechselt. The connection is therefore only made when the configuration of the PAE input changes.
  • Bus-PAE-Ausgang Bus output PAE
  • Dies ist die einzige Verbindung, wo die Verwendung von zwei getrennten Schaltern sinnvoll ist. This is the only connection where the use of two separate switches makes sense. In den beiden anderen Fällen kann die Funktionalität auch mit einem Schalter realisiert werden, der von zwei Konfig-Bits gesteuert wird. In the two other cases, the functionality can also be implemented with a switch which is controlled by two bits Config. Abbildung Illustration 4 4 zeigt einen PAE-Ausgang, der an die unteren beiden der drei abgebildeten Busse angeschlossen werden soll. shows a PAE output which is to be connected to the lower two of the three depicted buses. Das Objekt wird unabhängig von der Verfügbarkeit der Busse konfiguriert, die jeweils linken Schalter der Abbildung entsprechen der Connection-Mask. The object is configured independent of the availability of the busses, each left switch of the image corresponding to the Connection mask.
  • In Abbildung in Figure 4a 4a ist der mittlere Bus (0401) noch von einer anderen Konfiguration belegt. the central bus (0401) is still occupied by another configuration. Vom Output-Register kann jetzt ein Datenpaket in den Connect geschickt werden. The output registers a data packet can now be sent to Connect. Dieses wird in den angeschlossenen RdyHold (vgl. PACT18) Stufen gespeichert. This is in the connected RdyHold (see. PACT18) stored levels. Das Paket kann durch den geöffneten Schalter des mittleren Busses nicht übertragen uns somit auch nicht geACKt werden. The package can through the open switch of the central bus not transfer us therefore not be geACKt. Das Objekt kann also keine weiteren Datenpakete übertragen. The object can therefore not transmit any more data packets.
  • In Abbildung in Figure 4b 4b wurde der mittlere Bus jetzt umkonfiguriert, so dass auch hier Daten übertragen werden können. the average bus has now been reconfigured so that data can also be transferred here. Ein evtl. bereits gespeichertes Paket liegt jetzt auf dem Bus, ansonsten funktioniert alles wie früher. An already stored packet is now on the bus, otherwise everything works as before.
  • In Abbildung in Figure 4c 4c wird der obere Bus (0402) von einer dritten Konfiguration angefordert. the upper bus (0402) is requested by a third configuration. Auch hier verhält sich alles wie früher. Here, too, everything behaves as before.
  • Zusammenfassung Summary
  • Mit verhältnismäßig geringen Hardwareaufwand lässt sich die Rekonfigurations-Performance erheblich steigern. With relatively low hardware cost, the reconfiguration performance can be significantly increased. Es wird dadurch möglich, mehrere vollständige Konfigurationen in die Objekt-FIFOs zu laden. This makes it possible to load several complete configurations in the object FIFOs.
  • Nach der Rekonfiguration benötigt jedes Objekt lokal nur noch soviel Takte, wie Konfigurationsworte erforderlich sind, bis es wieder konfiguriert ist. After the reconfiguration of each object need only locally so much clocks as configuration words are required until it is reconfigured. Diese Zeit läßt sich durch einen zweiten Registersatz weiter, näherungsweise gegen 0 Takte, drücken. This time can be achieved by a second set of registers further approximated to 0 bars, press.
  • Der zusätzliche Hardwareaufwand beschränkt sich auf ein zusätzliches Konfigurationsbit und AND-Gate pro Switch und pro Anzahl Busse * Anzahl PAE-Eingänge. The additional hardware expense is limited to an additional configuration bit and AND gate per switch and per number of buses * Amount PAE inputs. Die PAE-Ausgänge erfordern je nach Implementierung ein wenig mehr Aufwand, sofern jeweils ein zusätzlicher Schalter notwendig ist. The PAE outputs require a little more effort depending on the implementation, provided that in each case an additional switch is necessary.
  • 5. Rekonfigurationssteuerung 5. reconfiguration
  • Die Steuerung der Rekonfiguration wird in der VPU Technologie durch Signale (Reconfig) ausgelöst, die zumeist mit den Datenpaketen und/oder Triggerpaketen über die Bussysteme propagiert werden und anzeigen, dass eine bestimmte Ressource umkonfiguriert werden kann oder soll, ggf. wird gleichzeitig die neue Konfiguration selektiert (vgl. PACT08, PACT13). The control of the reconfiguration is triggered in the VPU technology by signals (Reconfig), most of which are propagated with the data packets and / or trigger packets over the bus systems and indicate that a particular resource can be reconfigured or should be, if necessary, at the same time the new configuration selected (see FIG. PACT08, PACT13).
  • Sofern ein rekonfigurierbarer Baustein nur partiell umkonfiguriert werden soll, ist es erforderlich Reconfig an bestimmten Stellen entsprechend des Algorithmus zu unterbrechen. If a reconfigurable module is to be only partially reconfigured, it is necessary Reconfig at specific points according to the algorithm to interrupt. Diese Unterbrechung, die die Weiterleitung von Reconfig verhindert wird als ReconfigBlock bezeichnet. This interruption prevents the forwarding of Reconfig called ReconfigBlock.
  • ReconfigBlock werden für gewöhnlich an den Grenzen einer Konfiguration zur nächsten eingeführt, um diese entsprechend voneinander zu trennen. ReconfigBlock are usually introduced at the borders of one configuration to the next in order to separate them according to each other.
  • Zum Versenden von Reconfig bestehen unterschiedliche Strategien, die entsprechend der Anforderung des Algorithmus gewählt werden. To send Reconfig there are different strategies that can be selected according to the requirements of the algorithm.
  • Es werden drei mögliche bevorzugte Ausgestaltungen beschrieben, die jeweils einzeln oder kombiniert verwendet werden können und ein unterschiedliches Verhalten aufweisen: There are described three possible preferred embodiments, each singly or can be used in combination and have a different behavior:
    • a) ForcedReconfig: Die einfachste Strategie ist das Versenden des Reconfig über alle Interface eines Objektes. a) ForcedReconfig: The simplest strategy is to send the Reconfig all interface of an object. Damit ist sichergestellt, dass alle verbundenen Objekte im PA das Signal erhalten. This ensures that all related objects in the PA receive the signal. Zur Einschränkung muß an geeigneten Stellen geblockt werden. To limit must be blocked at suitable locations. Dieses Verfahren, bzw. Signal stellt sicher, dass eine Konfiguration komplett entfernt wird. This method, or signal ensures that a configuration is completely removed. Das Signal wird im Folgenden mit ForcedReconfig bezeichnet. The signal will be referred to with ForcedReconfig. Das Signal sollte nur verwendet werden, nachdem alle Daten in den betreffenden Objekten verarbeitet und entfernt wurden, da keinerlei Synchronisation mit der Datenverarbeitung stattfindet. The signal should only be used after all data has been incorporated into the relevant objects and removed, since no synchronization with the data processing takes place.
    • b) SyncReconfig: Ein Reconfig wird zusammen mit den entsprechenden Daten und/oder Triggern versendet. b) SyncReconfig: A Reconfig is sent together with the corresponding data and / or triggers. Das Versenden erfolgt nur zusammen mit aktiven Daten- und/oder Triggerpakete. Sending takes place only with active data and / or trigger packets. Das Signal wird bevorzugt zusammen mit dem letzten zu verarbeitenden Daten- und/oder Triggerpakete weitergeleitet und zeigt das Ende der Datenverarbeitung nach diesem Daten/Triggerpaket an. The signal is preferably transmitted together with the last to be processed data and / or trigger packets and indicates the end of data processing in accordance with this data / trigger packet. Benötigt eine PAE mehrere Takte zur Abarbeitung, wird die Weiterleitung von SyncReconfig so lange verzögert, bis das Trigger- und/oder Daten-Paket tatsächlich verschickt wird. PAE requires a plurality of cycles for execution, the forwarding of SyncReconfig is delayed until the trigger and / or data packet is actually sent. Somit verhält sich dieses Signal synchron mit der letzten Datenverarbeitung. Thus, this signal behaves in synchronism with the last data processing.
    • c) ArrayReset: Als eine Erweiterung von ForcedReconfig kann ArrayReset verwendet werden, das nicht geblockt werden kann und zu einer Rekonfiguration des kompletten Arrays führt. c) Reset the array: As an extension of ForcedReconfig array reset can be used, which can not be blocked and results in a reconfiguration of the entire array. Dieses Verfahren ist besonders dann sinnvoll, wenn zB eine Applikation terminiert wird oder ein Illegal Opcode (vgl. PACT19), bzw. Timeout einer Konfiguration auftrat und für eine ordentliche Terminierung der Konfiguration mit anderen Strategien nicht garantiert werden kann. This method is particularly useful if, for example, an application is terminated or illegal opcode (see. PACT19), or occurred timeout a configuration and can not be guaranteed for an ordinary termination of the configuration with other strategies.
  • 5.1 SyncReconfig 5.1 SyncReconfig
  • SyncReconfig wird immer mit gültigen, aktiven Daten oder Triggern propagiert. SyncReconfig is always propagated with valid, active data or triggers.
  • Probleme treten nunmehr auf, wenn zB in einer Verzweigung das Signal nur in den aktiven Zweig propagiert wird ( Problems occur now if, for example propagated in a branch, the signal only in the active branch ( 5a 5a ) oder ein Fork durch fehlende Daten oder Trigger blockiert wird ( ) Or a fork is blocked by a lack of data or trigger ( 5b 5b ). ).
  • Um dieses Problem zu lösen wird die Semantik von SyncReconfig folgendermassen definiert: Das Signal weist darauf hin, dass nach Erhalt und vollständiger Verarbeitung der Daten/Trigger sämtliche Daten-/Triggerquellen (Quellen) und Busse die zum Eingang des Objektes führen, das SyncReconfig erhielt, rekonfiguriert werden. In order to solve this problem, the semantics of SyncReconfig is defined as follows: The signal indicates that after receiving and complete processing of the data / Trigger all data / trigger sources (sources) and buses leading to the entrance of the object, received SyncReconfig, be reconfigured. Dazu wird das Signal ReconfigEcho eingeführt. For this, the signal ReconfigEcho is introduced. Nach dem Eintreffen von SyncReconfig bei einem Ziel-Objekt wird von diesem ReconfigEcho generiert, sobald das Ziel-Objekt die Daten vollständig verarbeitet hat, die mit dem SyncReconfig eintrafen. After the arrival of SyncReconfig at a destination object is generated by this ReconfigEcho once the target object has the fully processed data that arrived with the SyncReconfig. ReconfigEcho wird an sämtliche Quellen gesendet und führt zur Rekonfiguration der Quellen und der daten- bzw. triggerübermittelnden Bussysteme. ReconfigEcho is sent to all sources and leads to the reconfiguration of the sources and the data or trigger the transmitting bus systems.
  • Erhält ein Objekt ein ReconfigEcho wird dieses über alle noch aktiven Eingänge an die Quellen des Objektes weiterübertragen. Receives an object a ReconfigEcho is further transmitted to the source of the object of this on all active inputs.
  • Ein/Ausgänge, die bereits ein SyncReconfig erhielten werden durch das Eintreffen passiv, sie führen keinerlei Daten/Triggertransfers mehr durch. In / Out, which already received a SyncReconfig passively by the arrival, they carry no data / trigger transfers stopped by. Je nach Ausgestaltung kann ein SyncReconfig nur die Passivschaltung des Eingangs bewirken, bei dem das Signal eintraf oder die Passivschaltung aller Eingäng der PAE. Depending on the embodiment, a SyncReconfig can cause only the passive circuit of the entrance, in which the signal arrived or the passive circuit Eingäng all of the PAE.
  • Für gewöhnlich trifft eine ReconfigEcho an Ausgängen von PAEs ein. Usually a ReconfigEcho arrives at outputs of PAEs. Dies bewirkt die Weiterleitung von ReconfigEcho über die Eingänge der PAE, sofern diese nicht bereits durch ein eingegangenes SyncReconfig passiv geschaltet wurden. This causes the forwarding of ReconfigEcho via the inputs of PAE, provided that these have not already been switched to passive by a received SyncReconfig.
  • In einigen Fällen, wie beispielsweise in den In some cases, such as in the 5a-c 5a-c , kann ReconfigEcho auch an den Eingängen auftreten. , ReconfigEcho can also occur at the inputs. Dies kann je nach Ausgestaltung zur Passivschaltung des Eingangs bei dem das Signal eintraf führen oder in einer bevorzugten Ausführung die Passivschaltung aller Eingäng der PAE auslösen. This may be depending on the design of the passive circuit of the input at which the signal arrived cause or trigger the passive switching of all of the PAE Eingäng in a preferred embodiment.
  • 5.2 Trigger mit Reconfig-Semantik 5.2 Trigger with Reconfig semantics
  • In einigen Fällen (zB In some cases (eg 5b 5b ) ist eine implizite Propagierung von Rekonfig-Signalen (ib SyncReconfig, ReconfigEcho) nicht möglich. ) Can not be an implicit propagation of Rekonfig signals (ib SyncReconfig, ReconfigEcho).
  • Für die erforderliche explizite Übertragung von beliebigen Reconfig-Signalen kann das Trigger-System nach PACT08 verwendet werden, wobei dazu die Trigger-Semantik entsprechend erweitert wird. For the required explicit transmission of any signals Reconfig the trigger system can be used to PACT08, wherein, the trigger semantics is extended accordingly. Trigger können somit beliebige Status- und Kontrollsignale (wie zB Carry, Zero, Overflow, STEP, STOP, GO (vgl. PACT08, PACT13, PACT18) übertragen, ebenso wie die impliziten Reconfig-Signale. Weiterhin kann ein Trigger die Semantik SyncReconfig, ReconfigEcho, ForcedReconfig annehmen. Triggers can thus transmit any status and control signals (such as Carry, Zero, Overflow, STEP, STOP, GO (see. PACT08, PACT13, PACT18), as well as the implicit Reconfig signals. Furthermore, a trigger semantics SyncReconfig, ReconfigEcho assume ForcedReconfig.
  • 5.3 Blocken 5.3 Block
  • An jeder Schnittstelle, die ein SyncReconfig versendet, kann eingestellt werden, ob die Versendung stattfinden soll. At each interface, which sends a SyncReconfig can be set whether the shipment is to take place. Das Unterbinden der Propagation führt zu keinen Nebeneffekten. The prevention of the propagation does not cause side effects. Sofern die Annahme des SyncReconfig an der empfangenden Schnittstelle blockiert wird, schaltet das empfangende Objekt die Schnittstelle, die das SyncReconfig empfing passiv (dh die Schnittstelle versendet bzw. empfängt keine Daten mehr), ansonsten reagiert das Objekt nicht auf das Signal, kann jedoch um die Auflösung des übertragenden Bussystemes zu ermöglichen, ReconfigEcho zurücksenden. Provided that the adoption of the SyncReconfig is blocked at the receiving port, the receiving object on the interface that received the SyncReconfig passively (ie, the interface sends and receives no data), otherwise the object is not responding to the signal, however, the to allow resolution of the transmitting bus system, return the ReconfigEcho.
  • Desweiteren ist es unabhängig und/oder gemeinsam mit einem ReconfigBlock möglich das ReconfigEcho zu blockieren. Furthermore, it is independently and / or together with a ReconfigBlock possible to block the ReconfigEcho.
  • 5.4 Auswirkung von SyncReconfig und ForcedReconfig auf Bussysteme 5.4 Effect of SyncReconfig and ForcedReconfig on bus systems
  • Um sicher zu stellen, dass bereits nach dem Durchlauf eines SyncReconfig über einen Bus, keine weiteren Daten übertragen werden, die zB von einer nachfolgenden Konfiguration stammen, wird durch SyncReconfig die Weiterleitung von RDY/ACK (vgl. PACT02) über den Bus blockiert. In order to make sure that are transmitted after the passage of a SyncReconfig via a bus, no further data, for example, originate from a subsequent configuration, the forwarding of RDY / ACK (see FIG. PACT02) is blocked via the bus by SyncReconfig. Der Bus selbst wird jedoch nicht abgerissen, um die Rücksendung von ReconfigEcho über das Bussystem zu ermöglichen. The bus itself is not demolished to allow the return of ReconfigEcho via the bus system. Erst mit dem Durchlauf von ReconfigEcho wird der Bus abgebaut. Only with the passage of ReconfigEcho the bus is reduced.
  • Andere in der Wirkung äquivalente Methoden können verwendet werden, zb könnten Daten- und Triggerverbindungen bereits beim Durchlauf von SyncReconfig abgerissen werden, während die ReconfigEcho-Verbindung erst beim Auftreten von ReconfigEcho abgebaut wird. Others in the effect equivalent methods can be used, for example, could trigger data and connections are already demolished during the passage of SyncReconfig while ReconfigEcho connection is only broken down in the event of ReconfigEcho.
  • Damit ist sichergestellt, dass Daten und Trigger unterschiedlicher nicht zusammengehörender Konfigurationen nicht fälschlicherweise unter den Konfigurationen ausgetauscht werden. This ensures that data and trigger different non of related configurations are not mistakenly exchanged among the configurations.
  • 5 5 zeigt beispielhaft PAEs (0501) mit unterschiedlich konfigurierten Vernetzungen. shows an example of PAEs (0501) having differently configured cross-links. Die folgenden Übertragungen sind definiert: Daten- und/oder Triggerbusse (0502), SyncReconfig (0503), ReconfigEcho (0504). The following transfers are defined: data and / or trigger buses (0502), SyncReconfig (0503), ReconfigEcho (0504). Weiterhin ist ReconfigBlock (0505) dargestellt. Furthermore ReconfigBlock (0505) is shown. 0506 zeigt an, dass SyncReconfig nicht weitergeleitet wird. 0506 indicates that SyncReconfig is not forwarded.
  • In In 5a 5a ist eine Verzeigung abgebildet, wie sie beispielsweise durch ein IF-THEN-ELSE Konstrukt in einem Programm entstehen kann. is being reported imaged, as can occur for example by an IF-THEN-ELSE construct in a program. Nach einer PAE werden die Daten in zwei Pfade verzweigt (0510, 0511) von denen immer nur einer aktiv ist. After a PAE, the data in two paths branched (0510, 0511) one of which is always active. In dem dargestellten Fall wird ein letztes Datenpaket zusammen mit SyncReconfig übertragen, der Zweig 0510 ist nicht aktiv und leitet daher weder die Daten noch SyncReconfig weiter. In the illustrated case the last data packet is transmitted together with SyncReconfig, the branch 0510 is not active and therefore conducts neither the data nor SyncReconfig. Der Zweig 0511 ist aktiv und leitet die Daten und SyncReconfig weiter. The branch 0511 is active and routes the data and SyncReconfig. Das übertragende Bussystem kann bevorzugt nach der Übertragung bereits inaktiv geschaltet werden und kann lediglich das ReconfigEcho zurückübertragen. The transmitting bus system can preferably be already switched to be inactive after the transfer, and can only transferred back the ReconfigEcho. Die PAE 0501b erhält das SyncReconfig und sendet es an die PAE 0501c weiter, sie sendet an 0501a das ReconfigEcho zurück, woraufhin 0501a und das Bussystem zwischen 0501a und 0501b rekonfiguriert wird. The PAE 0501b receives the SyncReconfig and sends it to the PAE 0501c further sends it to the ReconfigEcho 0501a back, whereupon is reconfigured 0501a and the bus system between 0501a and 0501b. Die Übertragung zwischen 0501b und 0501c verläuft entsprechend. The transmission between 0501b and 0501c proceeds accordingly.
  • 0501e hat das SyncReconfig von 0501a ebenfalls erhalten, jedoch ist der Zweig nicht aktiv. 0501e has also received SyncReconfig of 0501a, but the branch is not active. Daher reagiert 0501e nicht, dh 0501e sendet weder das SyncReconfig an 0501f noch das ReconfigEcho an 0501a zurück. Therefore 0501e does not respond, ie 0501e sends neither SyncReconfig to 0501f nor the ReconfigEcho back to 0501a.
  • 0501c verarbeitet die eingehenden Daten und sendet das SyncReconfig an 0501d weiter. 0501c processes the incoming data and sends the SyncReconfig to 0501d. Der Ablauf entspricht zunächst wiederum der Übertragung von 0501a nach 0501b. The sequence corresponds to first turn the transfer of 0501a to 0501b. 0501d gene riert nach der Verarbeitung der Daten ein ReconfigEcho, das aufgrund der Zusammenführung der Zweige auch an 0501f gesendet wird. 0501d gene riert after processing the data ReconfigEcho, which is also sent to 0501f due to the merging of the branches. Obwohl 0501f keine Datenoperation durchführte wird die rekonfiguriert und sendet das ReconfigEcho an 0501e die daraufhin ebenfalls ohne Datenverarbeitung rekonfiguriert wird. Although conducted 0501f no data operation is the reconfigured and sends the ReconfigEcho to 0501e which is then also reconfigured without data processing.
  • Das von 0501b nach 0501a übertragene ReconfigEcho kann in einer bevorzugten Ausgestaltung auch an 0501e übertragen werden und trifft dort an einem Eingang ein. Transmitted from 0501b to 0501a ReconfigEcho can be transferred in a preferred embodiment also at 0501e, where it meets a at an input. Dies führt zur Passivschaltung des Einganges und – in einer erweiterten Ausführung, ggf. auch konfigurierbar – zur Passivschaltung aller Eingänge. This leads to the passivation of the entrance and - in an expanded version, possibly also configurable - for passive circuit all inputs.
  • Um den Beispielen in To the examples in 5 5 einen lokalen Character zu geben wurden die Ein-/Ausgänge der Darstellungen mit einem ReconfigBlock versehen, wodurch die Weiterleitung von SyncReconfig und ReconfigEcho unterbunden wird. the inputs / outputs of the representations are provided with a ReconfigBlock to give a local character, whereby the forwarding of SyncReconfig and ReconfigEcho is inhibited.
  • 5b 5b verhält sich weitgehend identisch mit behaves largely identical with 5a 5a , weshalb auch dieselben Referenzen verwendet werden. , Which is why the same references are used. Der rechte Pfad ist ebenfalls wieder aktiv, der Linke inaktiv. The right path is also active, the left inactive. Wesentlicher Unterschied ist, dass anstatt einer Zusammenführung der Pfade bei 0501d die Pfade nunmehr offen bleiben und beispielsweise direkt an ein peripheres Interface führen. The essential difference is that instead of a merge of the paths, the paths now remain open at 0501d and lead, for example, directly to a peripheral interface. In derartigen Fällen ist es erforderlich zwischen den PAEs (0501i und 0501j) eine explizite Verdrahtung von ReconfigEcho über Triggerleitungen vorzusehen (0507). In such cases it is necessary to provide between PAEs (0501i and 0501j) an explicit wiring ReconfigEcho via trigger lines (0507).
  • In In 5c 5c ist die beispielhafte Ausführung einer Schleife dargestellt. the exemplary embodiment of a loop is illustrated. Die Schleife läuft über die PAEs 0501m..0501r. The loop runs over the PAEs 0501m..0501r. Die Übertragungen zwischen den PAEs 0501m..0501r sind entsprechend der vorhergehenden Ausführungen, insbesondere zu den Übertragungen zwischen 0501b und OSOlc offensichtlich, da äquivalent. The transfers between the PAEs 0501m..0501r are in accordance with the foregoing, in particular the transfers between 0501b and OSOlc obvious as equivalent.
  • Besonders zu beachten ist die Übertragung zwischen 0501r und 0501m. Of particular note is the transmission between 0501r and 0501m. Beim Auftreten von ReconfigEcho an 0501m wird der Bus (0508) zwischen 0501m und 0501r durch die Übertragung von ReconfigEcho rekonfiguriert. Upon the occurrence of the bus ReconfigEcho to 0501m (0508) between 0501m and 0501r by transferring ReconfigEcho is reconfigured. ReconfigEcho ist am Ausgang von 0501r geblockt, dadurch wird 0501r nicht rekonfiguriert, der betreffende Ausgang jedoch beim Eintreffen von ReconfigEcho passiv geschaltet, dh 0501r leitet keine Ergebnisse mehr auf den Bus. ReconfigEcho is blocked at the output of 0501r, characterized the relevant output is not reconfigured 0501r, but passively switched on arrival of ReconfigEcho, ie 0501r passes no more results to the bus. Dadurch kann der Bus von einer beliebigen anderen Konfiguration benutzt werden. Thus, the bus can be used by any other configuration.
  • Sobald 0501r das ReconfigEcho von 0501q erhält wird 0501r am Ende der Datenverarbeitung rekonfiguriert. Once the 0501r ReconfigEcho of 0501q receives is 0501r is reconfigured at the end of data processing. Der ReconfigBlock und/oder die Passivschaltung der Busverbindung zu 0501m (0508) verhindern die Weiterleitung in Richtung 0501m. The ReconfigBlock and / or the passive circuit of the bus connection to 0501m (0508) 0501m prevent the forwarding direction. 0501m und 0508 können mittlerweile von einer anderen Konfiguration verwendet werden. 0501m and 0508 can be used by a different configuration now.
  • 6.0 SyncReconfig-II 6.0 SyncReconfig II
  • Ein weiteres optionales und je nach Anwendung, Einsatzgebiet und/oder Ausgestaltung des Halbleiters oder Systems zu bevorzugendes Verfahren zur Steuerung des SyncReconfig-Protokolls wird nachfolgend beschrieben: Another optional and depending on the application, the application and / or configuration of the semiconductor or system preferable method to control the SyncReconfig protocol is described below:
  • Das Verfahren ist wie folgt definiert: The method is defined as follows:
    • 1. SyncReconfig wird prinzipiell über alle verbundenen (Daten- und/oder Trigger-) Busse einer PAE versendet, auch über die, die aktuell (zum jetzigen Takt) keine Daten und/oder Trigger übertragen. 1. SyncReconfig buses of a PAE is shipped in principle on all affiliated (data and / or trigger), transmitted over those who (at the current clock) no data to date and / or triggers.
    • 2. Damit eine PAE SyncReconfig entsprechend Abs. 1 weiterleitet, müssen zuvor alle verbunden Eingänge der PAE das SyncReconfig erhalten haben. 2. In order forwards a PAE SyncReconfig according to para. 1, previously, all connected inputs of PAE received SyncReconfig.
    • 2a. 2a. Rückkopplungen in der Datenstruktur (zB Schleifen) erfordern eine Ausnahme des Postulates nach Abs. 2. Die Rück kopplung wird ausgenommen, dh es ist ausreichend, wenn alle verbundenen Eingänge einer PAE ausser der oder den schleifenartig zurückgekoppelten das SyncReconfig erhalten haben, damit dieses weitergeleitet wird. Feedback in the data structure (such as grinding) require an exception to the postulate according to para. 2. The return is coupling except that it is sufficient when received all associated inputs of a PAE, apart from the looped back coupled SyncReconfig, so that this is forwarded ,
    • 3. Verarbeitet eine PAE Daten (uU auch, mehrzyklisch, zB Division) wird ein SyncReconfig, wenn dieses entsprechend 2 und 2a an den Eingängen anliegt, zum Zeitpunkt der Fertigberechnung und Weiterleitung der Daten und/oder Trigger an den oder die Empfänger weitergeleitet. 3. Processes a PAE data (possibly also, more cyclically, eg Division) is a SyncReconfig when this is applied to the inputs corresponding to 2 and 2a, forwarded at the time of the finishing calculation and transmission of the data and / or trigger to the recipient or recipients. Mit anderen Worten überholt kein SyncReconfig die Datenverarbeitung. In other words, no SyncReconfig outdated data processing. Nicht datenverarbeitende PAEs leiten SyncReconfig sofort zu den verbundenen Empfängern weiter. Not data processing PAEs conduct SyncReconfig immediately next to the connected receivers.
    • 4. SyncRekonfig wird mit Handshake-Signalen übertragen (zB RDY/ACK = ReaDY/ACKnowledge). 4. SyncRekonfig is transmitted with handshake signals (eg RDY / ACK = ReaDY / ACKnowledge). Eine SyncReconfig absendende PAE geht erst in den Zustand rekonfigurierbar, wenn alle Empfänger den Empfang von SyncReconfig zur Bestätigung mittels eines ACK(nowledge) quittiert haben. A SyncReconfig dispatching PAE is only reconfigurable in the state when all receivers receiving SyncReconfig to confirm by means of an ACK have acknowledged (nowledge).
  • Bei diesem Verfahren stellt sich grundsätzlich die Frage, was passiert, wenn eine Konfiguration noch nicht vollständig konfiguriert ist, aber bereits wieder rekonfiguriert werden soll. In this process raises the fundamental question of what happens when a configuration is not fully configured, but is already to be reconfigured again. Abseits der Überlegung, ob ein derartiges Verhalten einer Applikation nicht einer besseren Programmierung bedarf, löst sich das Problem wie folgt: Versucht eine PAE das SyncReconfig an eine noch nicht konfigurierte PAE weiterzuleiten, erhält sie so lange kein ACK, bis die PAE konfiguriert ist und das SyncReconfig quittiert. Away from the consideration of whether such behavior of an application does not require an improvement in programming, the problem resolves as follows: Try a PAE forward SyncReconfig to an unconfigured PAE, it gets so long no ACK until the PAE is configured and the SyncReconfig acknowledged. Dadurch entsteht eventuell ein Performance-Verlust, da bis auf die vollständige Konfiguration der zu löschenden Konfiguration gewartet wird, bevor dies gelöscht wird. This eventually results in a loss of performance because it is up to the complete configuration to be deleted configuration wait before it is deleted. Andererseits tritt dieser Fall aber äusserst selten und nur unter aussergewöhnlichen Umständen auf. On the other hand, this case extremely rare and only under exceptional circumstances occurs, however.
  • Anmelder: Pact XPP Technologies AG Muthmannstr. Applicant: Pact XPP Technologies AG Muthmannstr. 1 80939 München 1 80939 München
  • Vertreter: Patentanwalt Claus Peter Pietruk Heinrich-Lilienfein-Weg 5 D-76229 Karlsruhe Vertreter-Nr. Representative: Patent Attorney Claus Peter Pietruk Heinrich Lilienfein-Weg 5 D-76229 Karlsruhe representatives no. 321 605 321605
  • Deutsche Patentanmeldung German Patent Application
  • Titel: Bussysteme und Rekonfigurationsverfahren Title: bus systems and reconfiguration

Claims (2)

  1. Verfahren zum Ansteuern von Bussystemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschaltung auf einen Bus durch die Genehmigung der Verbindung durch Sender und Empfänger erfolgt. A method for driving of bus systems characterized in that a locking on a bus by the approval of the connection by the sender and receiver takes place.
  2. Verfahren zur Rekonfigurationssteuerung von rekonfigurierbaren Elementen, dadurch gekennzeichnet dass Signale mit den Daten und/oder Trigger übertragen werden die die Rekonfiguration der rekonfigurierbaren Element und/oder Busse steuert. A method for reconfiguration control of reconfigurable elements, characterized in that signals with the data and / or triggers are transmitted which control reconfiguration of the reconfigurable element and / or buses.
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