[發(fā)明專利]基于Avalon總線的流處理器IP核

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810031299.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101281513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊乾明;伍楠;文梅;荀長(zhǎng)慶;任巨;何義;吳偉;柴俊;管茂林;張春元;李京旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F15/76
• 分類(lèi)號(hào): G06F15/76;G06F13/40
• 代理公司: 國(guó)防科技大學(xué)專利服務(wù)中心
• 代理人: 郭敏

1.一種基于Avalon總線的流處理器IP核，由標(biāo)量核、流處理核組成，其特征在于整個(gè)IP核采用FPGA實(shí)現(xiàn)，標(biāo)量核、流處理核、外圍設(shè)備通過(guò)Avalon總線互連，Avalon總線包括數(shù)據(jù)寫(xiě)信號(hào)線、讀數(shù)據(jù)線、寫(xiě)數(shù)據(jù)線，地址和數(shù)據(jù)讀信號(hào)線，標(biāo)量核中設(shè)計(jì)有一個(gè)異構(gòu)核中間件，異構(gòu)核中間件是一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)度器，它一端與標(biāo)量核中的編譯器連接，另一端通過(guò)Avalon總線與流處理核連接，它完成標(biāo)量核和流處理核之間的鏈接，向編譯過(guò)后的流級(jí)程序提供調(diào)用接口；流處理核中設(shè)計(jì)有一個(gè)流級(jí)執(zhí)行單元，流級(jí)執(zhí)行單元一端通過(guò)Avalon總線與標(biāo)量核連接，另一端通過(guò)控制和狀態(tài)信號(hào)線與流處理核的微控制器、存儲(chǔ)控制器、流寄存器文件SRF、網(wǎng)絡(luò)接口連接，流級(jí)執(zhí)行單元是流級(jí)程序的執(zhí)行部件，它緩存流指令、選擇流指令執(zhí)行、執(zhí)行流指令、傳遞標(biāo)量數(shù)據(jù)、向標(biāo)量核提供流級(jí)執(zhí)行單元狀態(tài)；流指令來(lái)自適應(yīng)這種體系結(jié)構(gòu)的新的流指令集。

2.如權(quán)利要求1所述的基于Avalon總線的流處理器IP核，其特征在于所述異構(gòu)核中間件由用戶調(diào)用接口、控制邏輯、指令數(shù)組緩存、指令狀態(tài)緩存、底層接口組成：

2.1用戶調(diào)用接口是供用戶程序調(diào)用異構(gòu)核中間件功能的一組接口函數(shù)，直接與流級(jí)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令交互，它從編譯器處獲得編譯生成的流指令和數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)和指令傳輸給控制邏輯，并將從控制邏輯獲得的控制信號(hào)返回給用戶程序；

2.2指令狀態(tài)緩存在控制邏輯將流指令發(fā)送到流處理核時(shí)保存流指令的類(lèi)型和各項(xiàng)參數(shù)，并從控制邏輯接收并保存當(dāng)前流指令的執(zhí)行狀態(tài)信息，根據(jù)這些狀態(tài)信息更新自身內(nèi)部緩存的流指令的狀態(tài)信息；

2.3指令數(shù)組緩存是緩存一個(gè)用戶程序中所有低級(jí)流操作指令的部件，與控制邏輯連接，供控制邏輯查詢低級(jí)流操作指令，低級(jí)流操作指令是由流編譯根據(jù)流級(jí)程序中的高級(jí)流操作自動(dòng)生成的，可以直接發(fā)往流處理核，并被流處理核執(zhí)行的指令；

2.4控制邏輯是控制異構(gòu)核中間件其它部件完成各種功能的部件，它與用戶調(diào)用接口、指令數(shù)組緩存、指令狀態(tài)緩存、底層接口均相連；流程序調(diào)用異構(gòu)核中間件時(shí)，控制邏輯從用戶調(diào)用接口接收數(shù)據(jù)和指令，從指令狀態(tài)緩存讀取當(dāng)前的流指令狀態(tài)信息，同時(shí)從指令數(shù)組緩存接收低級(jí)流操作；根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和指令，控制邏輯執(zhí)行下面幾種不同的操作：在標(biāo)量核向流處理器傳輸流指令時(shí)，控制邏輯從用戶調(diào)用接口獲得低級(jí)流操作，通過(guò)底層接口從流處理核獲取流指令當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)信息，決定是通過(guò)底層接口傳送低級(jí)流操作，還是等待再傳送；在流處理核向標(biāo)量核傳輸流指令執(zhí)行狀態(tài)時(shí)，控制邏輯通過(guò)底層接口從流處理核中讀出流處理核當(dāng)前狀態(tài)，并更新指令狀態(tài)緩存中的信息；在標(biāo)量核與流處理核之間傳輸標(biāo)量數(shù)據(jù)時(shí)，流級(jí)程序通過(guò)編譯器將讀標(biāo)量數(shù)據(jù)的低級(jí)流操作傳送給用戶調(diào)用接口，控制邏輯通過(guò)底層接口將低級(jí)流操作傳送到流處理核，流處理核執(zhí)行完畢后，控制邏輯再?gòu)牡讓咏涌趯?shù)據(jù)從流處理核讀出，并通過(guò)用戶調(diào)用接口返回給編譯器，供流級(jí)程序使用；在標(biāo)量核與流處理核之間進(jìn)行流數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，控制邏輯通過(guò)底層接口向流處理核發(fā)送所有數(shù)據(jù)傳輸所需的低級(jí)流操作，流處理核執(zhí)行這些低級(jí)流操作使得流數(shù)據(jù)在標(biāo)量核和流處理核之間傳輸；

2.5底層接口既與控制邏輯相連接，又與流處理核相連，它從控制邏輯獲取指令或數(shù)據(jù)，將從控制邏輯獲得的指令或數(shù)據(jù)傳送給流處理核，并向控制邏輯返回流處理核的狀態(tài)信息。