JP2015060401A - Information processor and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の演算要素を有し、動的再構成が可能な情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus having a plurality of arithmetic elements and capable of dynamic reconfiguration.
半導体製造技術の進歩による素子の微細化に伴い、膨大な数のトランジスタが大規模集積回路(LSI)上に集積されるようになった。この微細化・トランジスタ数の増加に起因してスタティック電力が増加する。さらに、プロセッサの高周波化に伴って動作時電力が増加する。そのため、性能と低消費電力化のトレードオフが生じ、性能向上に限界が見え始めている。 With the miniaturization of devices due to advances in semiconductor manufacturing technology, a huge number of transistors have been integrated on large-scale integrated circuits (LSIs). Static power increases due to the miniaturization and the increase in the number of transistors. Furthermore, the operating power increases as the frequency of the processor increases. As a result, a trade-off between performance and low power consumption occurs, and a limit to performance improvement is beginning to appear.
そこで、さらなる性能向上を実現する手段として、中央処理装置(CPU)、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、単体の演算器、または、演算ユニットなどのプロセッサエレメント(PE)をLSI上に複数搭載したアレイ型演算装置が注目されている。アレイ型演算装置は、複数のPEを用いて並列処理を行うことで、プロセスの微細化による動作周波数の向上が従来ほど見込めない状況であっても、高い演算性能を得ることができる。 Therefore, as a means to realize further performance improvement, an array type in which a plurality of processor elements (PE) such as a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP), a single arithmetic unit, or an arithmetic unit are mounted on an LSI. Arithmetic devices are attracting attention. By performing parallel processing using a plurality of PEs, the array-type arithmetic unit can obtain high arithmetic performance even in a situation where improvement in operating frequency due to process miniaturization cannot be expected as in the past.
アレイ型演算装置には、装置の動作を規定した構成情報が外部から入力される。アレイ型演算装置内の各PEはルータを介して接続され、構成情報に従ってルータの設定を変更することで、各PE間のデータ転送経路が切り替わる。また、アレイ型演算装置内の演算器の動作も構成情報に従って設定される。 Configuration information defining the operation of the apparatus is input to the array type arithmetic apparatus from the outside. Each PE in the array type arithmetic unit is connected via a router, and the data transfer path between the PEs is switched by changing the setting of the router according to the configuration information. The operation of the arithmetic unit in the array type arithmetic device is also set according to the configuration information.
アレイ型演算装置内の演算器の数は数百個になる場合がある。そのため、アドレス指定によって複数の演算器に同時に構成情報を送信する方法を用いると、各演算器に接続する配線が多くなり、実装に適さない。そのため、アレイ型演算装置において、構成情報を送信する回路は、一つまたは複数のシフトレジスタによって構成されている。 There may be several hundred arithmetic units in the array type arithmetic unit. For this reason, if a method of transmitting configuration information to a plurality of arithmetic units simultaneously by addressing is used, the number of wirings connected to each arithmetic unit increases, which is not suitable for mounting. For this reason, in the array type arithmetic unit, the circuit for transmitting the configuration information is composed of one or a plurality of shift registers.
FPGA (field-programmable gate array)の外部から供給される構成情報を1ビットずつシフトして、FPGA内のシフトレジスタに構成情報を送信して、メモリに構成情報を格納する手法が提案されている(特許文献1)。 A method has been proposed in which configuration information supplied from outside an FPGA (field-programmable gate array) is shifted bit by bit, transmitted to a shift register in the FPGA, and stored in memory. (Patent Document 1).
なお、アレイ型演算装置によって実現されるシステムには、システム全体を止めたり、データフローを止めたりすることなく動作変更したいという要求がある。そのため、システム動作中に一部の演算器、ルータの動作設定を変更するケースがある。 Note that there is a demand for a system realized by an array type arithmetic unit to change its operation without stopping the entire system or stopping the data flow. For this reason, there are cases where operation settings of some arithmetic units and routers are changed during system operation.
しかし、構成情報の送信回路をシフトレジスタで構成すると、一部の演算器、ルータの動作設定を変更する場合も、シフトレジスタに接続された演算器、ルータすべてに構成情報を送信する必要がある。そのため、構成情報を送信する必要がないシフトレジスタまで動作して、無駄な電力が消費される。さらに、すべてのシフト動作が終わるまで構成情報の送信が完了しないため、構成情報の送信に要する時間が長くなる。 However, if the configuration information transmission circuit is configured with a shift register, it is necessary to transmit the configuration information to all the arithmetic units and routers connected to the shift register even when the operation settings of some arithmetic units and routers are changed. . Therefore, even the shift register that does not need to transmit configuration information operates and wasteful power is consumed. Furthermore, since transmission of configuration information is not completed until all shift operations are completed, the time required for transmission of configuration information becomes longer.
本発明は、構成情報を送信する際の消費電力の削減を目的とする。 An object of the present invention is to reduce power consumption when transmitting configuration information.
さらに、構成情報の送信に要する時間の短縮を他の目的とする。 Another object is to reduce the time required for transmitting the configuration information.
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。 The present invention has the following configuration as one means for achieving the above object.
本発明にかかる情報処理装置は、演算処理を行う複数の演算要素、前記複数の演算要素の間を接続する複数の接続要素、および、前記複数の演算要素および前記複数の接続要素の少なくとも一部の動作設定を示す構成情報の送信経路を形成する複数のスイッチを備える演算回路と、構成情報によって前記動作設定が変更される演算要素と接続要素を判定する判定手段と、前記動作設定が変更される演算要素と接続要素に前記構成情報を送信する送信経路を形成するための経路切替信号を前記複数のスイッチに送信する経路設定手段とを有する。 An information processing apparatus according to the present invention includes a plurality of calculation elements that perform calculation processing, a plurality of connection elements that connect the plurality of calculation elements, and at least a part of the plurality of calculation elements and the plurality of connection elements. An arithmetic circuit including a plurality of switches that form a transmission path of configuration information indicating the operation setting, determination means for determining an operation element and a connection element whose operation setting is changed according to the configuration information, and the operation setting is changed And a path setting means for transmitting a path switching signal for forming a transmission path for transmitting the configuration information to the connection element to the plurality of switches.
本発明によれば、構成情報を送信する際の消費電力を削減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce power consumption when transmitting configuration information.
さらに、構成情報の送信に要する時間を短縮することができる。 Furthermore, the time required for transmitting the configuration information can be shortened.
以下、本発明にかかる実施例の情報処理装置を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、情報処理装置の一つであるアレイ型演算装置に本発明を適用する例を説明する。 Hereinafter, an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an example in which the present invention is applied to an array type arithmetic device that is one of information processing devices will be described.
情報処理装置は、構成情報の生成装置によって生成された構成情報を入力し、構成情報に従って演算器や演算ユニットなどの演算要素(プロセッサエレメント(PE))と接続要素(ルータ)に処理を割り当てるために、演算要素と接続要素の動作を設定する。なお、処理の割り当ては、処理と、処理を実行する演算要素または接続要素を関連付けることを意味する。実施例において、演算要素と接続要素の内部に構成情報の設定値を書き込むことで、演算要素と接続要素への処理の割り当てが実施される。 An information processing device inputs configuration information generated by a configuration information generation device, and assigns processing to arithmetic elements (processor elements (PE)) and connection elements (routers) such as arithmetic units and arithmetic units according to the configuration information. Next, the operation of the calculation element and the connection element is set. Note that the process assignment means associating a process with a computation element or a connection element that executes the process. In the embodiment, the setting value of the configuration information is written in the calculation element and the connection element, thereby assigning the processing to the calculation element and the connection element.
なお、実施例において説明する各種信号の送受信手段や送信方法は一例であり、本発明は、それら送受信手段や送信方法に限定されるものではない。 In addition, the transmission / reception means and transmission method of various signals demonstrated in an Example are examples, and this invention is not limited to these transmission / reception means and transmission methods.
[装置の構成]
図1のブロック図により実施例の情報処理装置100の構成例を示す。
[Device configuration]
A block diagram of FIG. 1 shows a configuration example of the
制御部102は、情報処理装置100の外部から構成情報105を受信し、経路設定部104から経路設定完了信号を受信すると、演算回路である動的再構成回路101に構成情報105を送信し、その後、動的再構成回路101に処理開始信号を送信する。
When the
制御部102は、演算器(PE)106とルータ107への構成情報105の送信が完了した後、外部から構成情報105を受信する。また、制御部102は、処理開始信号を送信した後、PE106から処理完了信号を受信する。
The
詳細は後述するが、判定部103は、外部から入力される構成情報105を受信し、構成情報105によって動作設定が変更されるPE106とルータ107を判定し、判定結果に基づき生成した判定信号を経路設定部104に送信する。経路設定部104は、判定信号に基づき経路切替信号を生成し、経路切替信号を動的再構成回路101に送信する。
Although details will be described later, the
図2により構成情報105の構成例を説明する。構成情報105は、PEの設定データ201とルータの設定データ202を組み合わせた情報であり、図2(A)に示す例において、PEの設定データ201はX個、ルータの設定データ202はY個である。言い換えれば、構成情報105は、X個のPEの設定情報と、Y個のルータの設定情報を含む。また、図2(A)は、各設定情報がN+1ビットのバイナリデータの例を示す。
A configuration example of the
図2(B)は各設定情報のフォーマット例を示す。各設定情報は、ID301、アドレス302、設定値303を含む。ID301は識別番号であり、各PE106と各ルータ107には固有の識別番号(ID)が予め設定されている。アドレス302は、各PE106またはルータ107の内部に設定値303を書き込む際の領域を指定する。設定値303は、各PE106と各ルータ107の動作を設定する値である。
FIG. 2B shows a format example of each setting information. Each setting information includes an
[演算回路]
図3により演算回路である動的再構成回路101の内部構成例を示す。図3に示す動的再構成回路101は、複数のPE106、○印で示す複数のルータ107、□印で示す複数のクロスバースイッチ(以下、スイッチ)108で構成される。
[Calculation circuit]
FIG. 3 shows an internal configuration example of the
スイッチ108は、経路設定部104から経路切替信号を受信し、経路切替信号に従い入出力の経路を切り替える。スイッチ108による経路の切り替えにより、動的再構成回路101内における構成情報105の送信経路を様々に形成することが可能である。
The
なお、経路切替信号をスイッチ108の数分、送受信するため、経路切替信号の送信配線をスイッチ108の数分、設ける。また、スイッチ108の入出力の切替パターンは最大四種類であり、各スイッチ108に入力する経路切替信号は2ビット幅で充分である。
In addition, in order to transmit / receive the path switching signal by the number of the
図3において破線で囲んだ回路ブロック401は一つの演算部である。図4により回路ブロック401の詳細例を示す。図4にはPE106、ルータ107、スイッチ108の信号やデータの入出力の関係を示すが、この関係は一例であり、本発明は図4に示す入出力関係に限定されない。
In FIG. 3, a
PE106は、制御部102から処理開始信号503を受信すると、ルータ107から送信されるデータ501を処理し、処理結果を他のルータ107へ送信した後、処理完了信号504を制御部102に送信する。ルータ107は、PE106との間でデータ501の送受信を行い、また、他のルータ107との間でデータ501の送受信を行う。
Upon receiving the processing start signal 503 from the
●演算要素(PE)
図5のブロック図によりPE106の内部構成例を示す。
Calculation element (PE)
An example of the internal configuration of the
構成情報設定部601は、構成情報502を受信し、受信した構成情報502に含まれるID301がPE106に設定されたIDと一致するか否かを判定する。つまり、構成情報502に自分のIDと一致するID301が含まれるか否かを判定する。
The configuration
IDが一致する場合、構成情報設定部601は、自分のIDに一致する構成情報(以下、該当構成情報)のアドレス302に従い、構成情報設定部601内のメモリに該当構成情報の設定値303を書き込み、受信した構成情報502を出力する。そして、構成情報設定部601は、設定値303に従い、データ入力部604に入力切替設定606を、演算処理部603に処理内容を決めるための動作設定607を、データ出力部605に出力切替設定602を設定する。以下では、入力切替設定606、動作設定607および出力切替設定602をまとめて「設定情報」と呼び、設定情報を設定する動作および設定された動作を「動作設定」と呼ぶ場合がある。
When the IDs match, the configuration
動作設定により、データ入力部604がデータ501を入力する入力経路、演算処理部603が行う演算処理、および、データ出力部605が処理結果のデータ501を出力する出力経路が決まる。つまり、PE106の演算処理の内容が決定する。
The operation setting determines the input path through which the
また、IDが一致しない場合、構成情報設定部601は、動作設定を行わずに、受信した構成情報502を送信経路の後方に出力する。本実施例に従う送信経路の設定によれば、構成情報によって動作設定が変更されないPE106が送信経路に配置される可能性は極めて低い。例えば、隣接するルータ107の間で送信経路を形成することができない例外的な状況が発生する場合は、それらルータ107に隣接する動作設定が変更されないPE106が送信経路に配置される可能性がある。
If the IDs do not match, the configuration
演算処理部603は、処理開始信号503を受信すると、データ入力部604が入力したデータ501の演算処理を開始する。そして、演算処理が終了すると、処理結果のデータ501をデータ出力部605に出力し、処理完了信号504を制御部102に送信する。
When receiving the
なお、PE106の構成は図5に限定されず、構成情報502に従う動作設定が可能であればどのような構成でもよい。
Note that the configuration of the
●ルータ
図6のブロック図によりルータ107の内部構成例を示す。
Router An example of the internal configuration of the
構成情報設定部701は、構成情報502を受信し、受信した構成情報502に含まれるID301がルータ107に設定されたIDと一致するか否かを判定する。つまり、構成情報502に自分のIDと一致するID301が含まれるか否かを判定する。
The configuration
IDが一致する場合、構成情報設定部701は、該当構成情報のアドレス302に従い、構成情報設定部701内のメモリに該当構成情報の設定値303を書き込み、受信した構成情報502を送信経路の後方に出力する。そして、構成情報設定部701は、入出力切替部702に設定値303を送信する。
When the IDs match, the configuration
また、IDが一致しない場合、構成情報設定部701は、入出力切替部702の設定を行わずに、受信した構成情報502を送信経路の後方に出力する。本実施例に従う送信経路の設定によれば、構成情報によって動作設定が変更されないルータ107が送信経路に配置される場合があるが、すべてのルータ107を送信経路に配置する場合に比べて、送信経路に配置するルータ107の数を抑制することができる。
If the IDs do not match, the configuration
入出力切替部702には、入力用の複数の信号線と出力用の複数の信号線が接続され、設定値303に従い、入力用の信号線の一つと出力用の信号線の一つを選択し、選択した信号線同士を電気的に接続状態にし、未選択の信号線を電気的に切断状態にする。以下では、入出力切替部702に入出力信号線を選択させる動作および設定された動作を「動作設定」と呼ぶ場合がある。
The input /
つまり、ルータ107は、選択した入力用の信号線(入力経路)からデータ501を入力し、選択した出力用の信号線(出力経路)にデータ501を出力する。言い換えれば、設定値303は、どの入力経路からデータ501を入力し、どの出力経路にデータ501を出力するかを示す情報を含む。
That is, the
●判定部
判定部103は、構成情報105によって動作設定が変更されるPE106とルータ107を示す判定信号を生成する。
Determination Unit The
図7により動的再構成回路101内のPE106およびルータ107のID設定例を示す。図7はPE106が12個、ルータ107が30個(計42個)の例を示し、PE106およびルータ107にはそれぞれ「01」から「42」のIDが割り当てられている。なお、IDは、PE102またはルータ107を特定することができれよく、図7に示すような連続した番号である必要はない。
FIG. 7 shows an ID setting example of the
図8により判定信号および判定部103が備える判定テーブルを説明する。図8(A)に示すように、判定信号は、少なくともPE106およびルータ107の数分のビット数(図7の例であれば少なくとも42ビット)を有する。図8(B)に示すように、判定テーブルはIDと判定信号のビットの対応関係を示す。例えば、ID=Nに対応する判定信号のビットはD[N]によって示される。
The determination table provided in the determination signal and
図9のフローチャートにより判定信号の生成処理を説明する。 The determination signal generation process will be described with reference to the flowchart of FIG.
構成情報105を受信すると、判定部103は、判定信号の全ビットを‘0’にリセットし(S801)、受信した構成情報105からすべてのID情報を取得してIDリストを生成する(S802)。
Upon receiving the
次に、判定部103は、生成したIDリストから任意のIDを一つ選択し(S803)、選択したIDに一致するレコードを図8(B)に示す判定テーブルから検索し、検出したレコードに記録された判定信号のビットD[N]に‘1’を設定する(S804)。図8(A)に示す判定信号の例は、IDリストからID=02が選択され、ID=02に対応するビットD[2]に‘1’が設定された状態を示す。
Next, the
次に、判定部103は、選択したIDをIDリストから削除し(S805)、IDリストが空か否かを判定する(S806)。そして、未選択のIDがあり、IDリストが空ではない場合は処理をステップS803に戻し、未選択のIDがなく、IDリストが空の場合は、受信した構成情報105に対する判定信号の生成処理を終了する。
Next, the
●経路設定部
経路設定部104は、判定部103から受信した判定信号に基づき、経路切替信号を生成する。
Route Setting Unit The
図10によりスイッチ108のアドレス例を示す。なお、図10において、スイッチ108、PE106、ルータ107の数は図7と同じであり、スイッチ108が32個の例である。図10に示すように、各スイッチ108には「01」から「32」のアドレスが割り当てられている。なお、アドレスは、スイッチ108を特定することができれよく、図10に示すような連続する番号である必要はない。
FIG. 10 shows an example of the address of the
図11により経路切替信号および経路判定部104が備える経路切替テーブルを説明する。図11(A)に示すように、経路切替信号は、各スイッチ108について2ビットの情報を有する。例えば、経路切替信号の1ビット目S[0]と2ビット目S[1]は、アドレス=01のスイッチ108の切り替えを示す信号である。例えば、S[0]はスイッチ108の入力側の接続先の設定を示し、S[1]はスイッチ108の出力側の接続先の設定を示す。つまり、各スイッチ108の入出力は、2ビットの経路切替信号により最大四パターンの間で切替可能である。図11(B)に示す経路切替テーブル例は、判定信号と経路切替信号の関係例を示す。
A route switching table provided in the route switching signal and
図12のフローチャートにより経路切替信号および経路設定完了信号の生成処理を説明する。 The generation process of the path switching signal and the path setting completion signal will be described with reference to the flowchart of FIG.
判定信号を受信すると、経路判定部104は、受信した判定信号に対応するレコードを図11(B)に示す経路切替テーブルから検索し、検出したレコードに記録された経路切替信号を出力する(S901)。なお、経路切替テーブルを参照して判定信号に対応する経路切替信号を出力する構成は一例であり、判定信号に対応する経路切替信号を出力することができればどのような構成でもよい。
When receiving the determination signal, the
次に、経路判定部104は、時間をカウントし(S902)、所定時間が経過すると経路設定完了信号を制御部102に出力し(S903)、受信した判定信号に対する経路切替信号および経路設定完了信号の生成処理を終了する。なお、所定時間は、経路切替信号の送信に必要な時間であり、例えば、経路判定部104からスイッチ108への経路切替信号の送信に必要な時間の最大値である。
Next, the
[情報処理装置の動作]
以下、構成情報105を取得し、構成情報105を送信する経路を切り替え、構成情報105をPE106およびルータ107に送信する一連の動作を説明する。
[Operation of information processing device]
Hereinafter, a series of operations for acquiring the
図13により構成情報105の送信経路の一例を示す。図13は、情報処理装置100が起動され、動的再構成回路101が動作を開始した際の構成情報105の初期の送信経路を示す。図13において、構成情報105は、スイッチ108、ルータ107、PE106を介して矢印方向に送信される。つまり、動的再構成回路101に含まれるすべてのPE106とルータ107は初期の送信経路に組み込まれる。
An example of the transmission path of the
PE106とルータ107には、図7に示すIDが割り当てられているとする。また、本実施例において、動的再構成回路101の動作を開始する際、すべてのPE106とルータ107の動作設定を行うものとする。従って、すべてのPE106とルータ107に構成情報105を送信する必要があり、図13に示す初期の送信経路に沿って構成情報105が各PE106と各ルータ107に順次送信される。そして、動的再構成回路101は、構成情報105によって設定された動作に従いデータ処理を開始する。
Assume that the ID shown in FIG. 7 is assigned to the
図14により動的再構成回路101が動作中にPE106とルータ107の一部の動作設定を変更する処理を説明する。また、図15のフローチャートにより動作設定の変更処理を含む一連の動作を説明する。なお、図15に示す動作は一つの構成情報105に対応し、構成情報105の受信ごとに図15に示す動作が繰り返される。
A process of changing some operation settings of the
情報処理装置100が外部から構成情報105を受信すると、判定部103は、構成情報105を入力し(S101)、構成情報105に含まれるIDから、動作設定の変更対象のPE106とルータ107を判定し、判定信号を出力する(S102)。例えば、構成情報105がID=01、02、04、07、08、10、11、13を含む場合、それらIDに対応するPEはPE106a〜106dであり、対応するルータはルータ107a〜107fである。
When the
次に、経路判定部104は、判定信号と図11(B)に示す経路切替テーブルに基づき、経路切替信号を生成し、経路切替信号を動的再構成回路101に送信する(S103)。そして、所定時間が経過すると(S104)、経路設定完了信号を出力する(S105)。この時点で、構成情報105の送信経路は図14に示すようになる。図14において、ルータ107g〜107nは、動作設定の変更対象ではないが送信経路の形成に必要なルータ107であり、送信経路に組み込まれる。
Next, the
経路設定完了信号が出力されると、制御部102は、構成情報105を動的再構成回路101に送信する(S106)。そして、動的再構成回路101から構成情報105を受信したか否かを判定する(S107)。送信した構成情報105を再び受信した場合、制御部102は、構成情報105を受信すべきPE106とルータ107のすべてが構成情報105を受信した、言い換えれば構成情報105の送信が完了した、と判定する。そして、制御部102は、処理開始信号を動的再構成回路101に送信する(S108)。
When the route setting completion signal is output, the
処理開始信号を受信したPE106はルータ107から処理対象のデータを受信し、演算処理を実行する(S109)。そして、演算処理が完了すると、制御部102に処理完了信号を送信する(S110)。
The
このように、判定部103は、動作設定が変更されるPE106とルータ107を判定する。判定結果に従い、経路設定部104は、動作設定が変更されるPE106とルータ107に構成情報105を送信するための送信経路を設定する。その結果、送信経路として、動作設定が変更されるPE106とルータ107に構成情報105を送信するために必要最小限の送信経路が形成される。従って、演算要素および接続要素の一部の動作設定を変更する際に消費するダイナミック電力を削減することができる。さらに、送信経路の短縮により、構成情報の送信に要する時間を短縮することができる。
As described above, the
●構成情報生成装置および半導体装置の構成説明
図16のブロック図により構成情報105を生成する構成情報生成装置および構成情報105を使用する半導体装置の構成例を示す。
Configuration Description of Configuration Information Generation Device and Semiconductor Device A configuration example of a configuration information generation device that generates
図16(A)において、CPU1901は、装置全体の制御を司る。ROM1902は、ブートプログラムなどを記憶する。RAM1903は、CPU1901のワークエリアとして利用され、オペレーティングシステム(OS)、アプリケーションプログラムなどがロードされる。
In FIG. 16A, the
ハードディスクドライブ(HDD)1904は、OS、構成情報105を作成するためのアプリケーションプログラムおよび様々なデータを格納する。キーボード1905とマウス1906は、ユーザインタフェイスに対する入力部として機能する。
A hard disk drive (HDD) 1904 stores the OS, an application program for creating the
表示制御部1907は、ビデオメモリおよびビデオコントローラを備える。表示装置1908は、表示制御部1907から映像信号を受信し、映像信号が表す画像を表示する。表示装置1908に表示される画像にはユーザインタファイスが含まれる。 The display control unit 1907 includes a video memory and a video controller. The display device 1908 receives the video signal from the display control unit 1907 and displays an image represented by the video signal. An image displayed on the display device 1908 includes a user interface.
インタフェイス(I/F)1909は、各種の外部デバイスと通信するインタフェイスである。例えば、外部メモリ1910がI/F1909に接続されると、CPU101は、作成した構成情報105を外部メモリ1910に書き込むことができる。
An interface (I / F) 1909 is an interface for communicating with various external devices. For example, when the
上記の構成において、構成情報生成装置に電源が投入されると、CPU1901はROM1902に格納されたブートプログラムを実行し、HDD1904に格納されたOSをRAM1903にロードする。その後、構成情報105を作成するアプリケーションプログラムが起動されると、構成情報生成装置は回路構成情報作成装置として機能する。そして、作成された構成情報105は、例えば外部メモリ1910を介して情報処理装置100に入力され、本発明の処理に用いられる。
In the above configuration, when the configuration information generating apparatus is powered on, the
図16(B)において、半導体装置200は、再構成デバイス201と外部メモリ1910を有する。再構成デバイス201は、実施例の情報処理装置100、CPU202、インタフェイス(I/F)204、入出力ポート(I/O)205、および、それら構成を接続するバス203を有する。なお、半導体装置の構成は図16(B)に限定されない。
In FIG. 16B, the
CPU202は、再構成デバイス201全体の制御を司る。I/F204に接続された外部メモリ1910は、構成情報105、ブートプログラム、OS、アプリケーションが格納されるEEPROMやRAMなどのメモリである。I/O205は、再構成デバイス201が画像データなどの処理対象または処理結果のデータ206を入出力するためのポートである。勿論、I/O205を介して構成情報105を入力することもできる。
The
図17により外部メモリ1910に保持される構成情報105の配置例を示す。各構成情報105は、構成情報の使用順に従い、外部メモリ1910の上位アドレスから順に格納されている。つまり、第一のデータ処理を実現する第一の構成情報1601、第二のデータ処理を実現する第二の構成情報1602、…の順に格納されている。第一の構成情報1601はアドレス領域1603に保持され、第二の構成情報1602はアドレス領域1604に保持される。なお、図17に示す構成情報105の配置に限らず、他の方法によって構成情報105を配置してもよい。
FIG. 17 shows an arrangement example of the
半導体装置200に電源が投入されると、CPU202は、外部メモリ1910に格納されたブートプログラムを実行し、システムを起動する。システムが起動すると、CPU202は、例えば、I/O205を介して構成情報105を読み込み、構成情報105を外部メモリ1910に格納した後、情報処理装置100に、外部メモリ1910からの構成情報105の読み出しを指示する。指示に従い、情報処理装置100は外部メモリ1910から構成情報105を読み出し、構成情報105は第一の構成情報1601、第二の構成情報1602、…の順に情報処理装置100に読み込まれる。
When power is turned on to the
以降、情報処理装置100は、構成情報105に従う動作設定およびデータ処理を行う。つまり、情報処理装置100内の動的再構成回路101の動作設定が行われ、動作設定が完了すると、I/O205を介して処理対象のデータ206が情報処理装置100に入力される。そして、動的再構成回路101内のPE106によってデータ処理が行われ、データ処理が終了すると、処理結果のデータ206がI/O205を介して出力される。
Thereafter, the
なお、上記では、I/O205を介して構成情報105を読み込み、構成情報105を外部メモリ1910に格納する例を説明したが、構成情報105が予め格納された外部メモリ1910を半導体装置200に組み込んでもよい。
In the above description, the
以下、本発明にかかる実施例2の情報処理装置を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。 The information processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. Note that the same reference numerals in the second embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
動的再構成回路101にはクロック信号が供給されるが、送信経路の設定後、構成情報105の送信動作に不要な回路ブロックへのクロック供給を停止することができる。
Although the clock signal is supplied to the
図18のブロック図により実施例2の情報処理装置100の構成例を示す。実施例2の情報処理装置100は、構成情報105の送信動作に不要な回路ブロックへのクロック供給を停止するクロックゲーティング機能を有する。
An example of the configuration of the
判定部103は、実施例1と同様に判定信号を生成し、生成した判定信号を経路判定部104とゲート設定部110に送信する。また、経路設定部104は、実施例1と同様に経路設定完了信号を生成し、生成した経路設定完了信号を制御部102とゲート設定部110に送信する。
The
ゲート設定部110は、判定信号を受信するとクロックゲーティング信号の生成を開始し、経路設定完了信号を受信するとクロックゲーティング信号を動的再構成回路101に送信する。
The
図19により回路ブロックの構成例およびゲート設定部110が備えるテーブルを説明する。図19(A)に示すクロックゲート回路111は、クロックの供給と供給停止を切り替える。クロックゲート回路111は、PE106、ルータ107、スイッチ108それぞれに用意され、一方の入力にはクロック信号が、他方の入力にはクロックゲーティング信号が入力される。クロックゲート回路111は、例えば二入力の論理積(AND)回路で構成することができる。つまり、クロックゲート回路111は、入力されるクロックゲーティング信号が‘1’の場合はPE106、ルータ107またはスイッチ108にクロック信号を供給し、クロックゲーティング信号が‘0’の場合はクロック信号の供給を停止する。
A configuration example of the circuit block and a table provided in the
図19(B)に示すテーブルは、判定信号と、送信経路を形成するPE106、ルータ107、スイッチ108を表す送信経路信号の対応関係を示す。送信経路信号の各ビットはPE106、ルータ107、スイッチ108の各アドレスに対応する。例えば、図14に示す送信経路が形成される場合、PE106a〜106dに対応するビット、ルータ107a〜107nに対応するビット、図8において矢印が付されたスイッチ108に対応するビットが‘1’の送信経路信号が生成される。
The table shown in FIG. 19B shows a correspondence relationship between the determination signal and transmission path signals representing the
ゲート設定部110は、判定信号を受信すると、図19(B)に示すテーブルを参照して、判定信号に対応する送信経路信号を生成する。そして、送信経路信号を論理反転した信号(クロックゲーティング信号)をクロックゲート回路111に送信する。
When receiving the determination signal, the
その結果、構成情報105の送信経路に配置されないPE106、ルータ107、スイッチ108に接続されたクロックゲート回路111に信号値が‘0’のクロックゲーティング信号が入力される。つまり、構成情報105の送信動作に不要なPE106、ルータ107、スイッチ108へのクロック信号の供給が停止される。
As a result, a clock gating signal having a signal value of “0” is input to the
なお、クロックゲーティング信号をPE106、ルータ107、スイッチ108にパラレルに送信するため、クロックゲーティング信号の送信配線をPE106、ルータ107、スイッチ108の数分、設ける。
In order to transmit the clock gating signal to the
このように、動的再構成回路101において構成情報105の送信動作に不要な回路ブロックをクロックゲーティングする機能を設けることにより、構成情報105の送信動作に不要な構成要素で消費される、クロックに関連する電力を削減することができる。
In this way, by providing a function for clock gating circuit blocks that are unnecessary for the transmission operation of the
以下、本発明にかかる実施例3の情報処理装置を説明する。なお、実施例3において、実施例1、2と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。 The information processing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below. Note that the same reference numerals in the third embodiment denote the same parts as in the first and second embodiments, and a detailed description thereof will be omitted.
動的再構成回路101が電源をオン状態とオフ状態の間で切替可能な複数の回路ブロックを有する場合がある。この場合、動的再構成回路101の動作に必要な回路ブロック(以下、必要ブロック)の電源をオン状態に、必要ブロック以外の回路ブロック(以下、不要ブロック)の電源をオフ状態にすることができる。
The
図20のブロック図により実施例3の情報処理装置100の構成例を示す。実施例3の情報処理装置100は、動的再構成回路101が電源制御が可能な複数の回路ブロックを有し、各回路ブロックの電源のオンオフを制御する電源制御部120を有す。
A block diagram of FIG. 20 shows a configuration example of the
図21により実施例3の動的再構成回路101の構成例を示す。動的再構成回路101は、電源制御が可能な複数の回路ブロック401aから401dを有する。各回路ブロック401a〜401dには、電源スイッチ402a〜402dを介して図示しない電源回路ブロックから電力が供給される。各電源スイッチ402a〜402dの開閉を切り替えることで、各回路ブロック401a〜401dへの電源供給(電源オン)と電源遮断(電源オフ)を切り替えることができる。
FIG. 21 shows a configuration example of the
図22により電源制御部120が備える電源制御テーブルを説明する。電源制御テーブルは、判定信号に対応する、電源切替信号および経路切替信号の対応関係を示す。なお、電源切替信号の各ビットは各電源スイッチ402a〜402dの開閉を示し、例えば、電源切替信号が‘0001’の場合は電源スイッチ402a〜402cが開状態、電源スイッチ402dが閉状態になる。また、経路切替信号は、図11(B)と同様であり、その詳細説明を省略する。
The power control table provided in the
判定信号を受信すると、電源制御部120は、電源制御テーブルを参照して、電源供給が必要な回路ブロックを電源オン状態にする電源切替信号を動的再構成回路101に出力し、経路切替信号を経路設定部104に出力する。経路設定部104は、受信した経路切替信号を動的再構成回路101に出力する。なお、電源制御部120は、新たな判定信号を受信するまで、電源切替信号を保持する。
When receiving the determination signal, the power
電源制御部120が判定信号に対応する電源切替信号および経路切替信号を出力する例を説明したが、電源制御部120は判定信号に対応する電源切替信号を出力するだけでもよい。その場合、経路設定部104は、電源切替信号を取得して、電源オン状態の回路ブロックを判定し、電源オン状態の回路ブロックを使用して構成情報105の送信経路を設定する経路切替信号を出力する。つまり、経路設定部104は、電源オン状態の回路ブロックの組み合わせごとに、判定信号に対応する経路切替信号を登録したテーブルを備え、当該テーブルを参照して経路切替信号を出力する。
Although an example in which the
あるいは、電源制御部120や経路設定部104が備えるテーブルを参照せずに、経路設定部104に設けた送信経路を自律的に探索する構成により、構成情報105の送信経路を設定してもよい。例えば、経路設定部104にCPUを実装し、CPUに経路探索を実行させればよい。
Alternatively, the transmission route of the
また、電源切替信号を回路ブロックの数分、送信するため、電源切替信号の送信配線を回路ブロックの数分、用意する。 In addition, in order to transmit the power switching signal for the number of circuit blocks, transmission wiring for the power switching signal is prepared for the number of circuit blocks.
このように、不要ブロックの電源をオフ状態にする機能を設け、回路ブロックの電源の状態に応じて、構成情報105の送信経路を設定する。これにより、不要ブロックの電力消費を削減し、電源オン状態の回路ブロックを介して構成情報105を送信することができる。
In this way, the function of turning off the power of the unnecessary block is provided, and the transmission path of the
なお、実施例2のクッロックゲーティング機能と実施例3の電源制御機能を組み合わせた情報処理装置100は、上記説明を参照する当業者には容易に実現可能であり、そのような情報処理装置100も本発明の範囲に含まれる。
Note that the
また、情報処理装置100の動的再構成回路101以外の構成をマイクロプロセッサのようなコンピュータによって構成することもできる。その場合、当該コンピュータには、ROMなどの記録媒体を介して、動的再構成回路101以外の構成を実現するプログラムが供給される。
In addition, the configuration other than the
[その他の実施例]
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
[Other Examples]
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various recording media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (18)
構成情報によって前記動作設定が変更される演算要素と接続要素を判定する判定手段と、
前記動作設定が変更される演算要素と接続要素に前記構成情報を送信する送信経路を形成するための経路切替信号を前記複数のスイッチに送信する経路設定手段とを有する情報処理装置。 Transmission of configuration information indicating a plurality of calculation elements that perform calculation processing, a plurality of connection elements that connect the plurality of calculation elements, and operation settings of at least some of the plurality of calculation elements and the plurality of connection elements An arithmetic circuit including a plurality of switches forming a path;
A determination means for determining a calculation element and a connection element whose operation settings are changed by configuration information;
An information processing apparatus comprising: an arithmetic element whose operation setting is changed; and a path setting unit which transmits a path switching signal for forming a transmission path for transmitting the configuration information to a connection element to the plurality of switches.
前記制御手段は、前記経路設定完了信号が出力されると、前記構成情報を送信する請求項2に記載された情報処理装置。 The route setting means outputs a route setting completion signal when a predetermined time has elapsed after transmitting the route switching signal,
3. The information processing apparatus according to claim 2, wherein the control unit transmits the configuration information when the route setting completion signal is output.
前記クロックゲーティング信号は、前記演算要素、前記接続要素および前記スイッチそれぞれについてクロックの供給と供給停止を切り替える、前記演算回路が有する複数のゲートに送信される請求項5に記載された情報処理装置。 Furthermore, it has a gate setting means for generating a clock gating signal based on the result of the determination,
6. The information processing apparatus according to claim 5, wherein the clock gating signal is transmitted to a plurality of gates included in the arithmetic circuit that switches between supply and stop of a clock for each of the arithmetic element, the connection element, and the switch. .
前記電源切替信号は、前記演算要素、前記接続要素および前記スイッチを含む回路ブロックそれぞれについて電源の供給と遮断を切り替える、前記演算回路が有する複数の電源スイッチに送信される請求項1から請求項5の何れか一項に記載された情報処理装置。 Furthermore, based on the result of the determination, it has a power supply control means for generating a power supply switching signal,
The power supply switching signal is transmitted to a plurality of power switches included in the arithmetic circuit that switches between power supply and cutoff for each of the circuit blocks including the arithmetic element, the connection element, and the switch. The information processing apparatus described in any one of the above.
構成情報によって前記動作設定が変更される演算要素と接続要素を判定し、
前記動作設定が変更される演算要素と接続要素に前記構成情報を送信する送信経路を形成するための経路切替信号を前記複数のスイッチに送信する制御方法。 Transmission of configuration information indicating a plurality of calculation elements that perform calculation processing, a plurality of connection elements that connect the plurality of calculation elements, and operation settings of at least some of the plurality of calculation elements and the plurality of connection elements A method for controlling an information processing apparatus having an arithmetic circuit including a plurality of switches forming a path,
Determine the calculation element and connection element whose operation settings are changed according to the configuration information,
A control method for transmitting, to the plurality of switches, a path switching signal for forming a transmission path for transmitting the configuration information to the arithmetic element and the connection element whose operation settings are changed.
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