[發明專利]一種實時部分動態可重構系統

無效

• 申請號: 201110241488.3
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102413036A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 來金梅;張芷英;陳利光
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于可重構電路系統設計技術領域，具體為一種部分動態可重構系統芯片。

背景技術

可重構計算（Reconfigurable?Computing）被廣泛應用于自適應系統、容錯系統等的設計中。它基于FPGA等可重構電路的靈活性，利用FPGA位流的靜態或動態改變來實現硬件電路的靜態或動態改變。可重構計算結合了傳統的ASIC技術和通用處理器技術的特點，既具有通用處理器的靈活性，又具有ASIC的高計算速度與效率。

部分動態可重構（Partially?and?Dynamically?Reconfigurable,?PDR）系統是指系統能夠在運行時，動態修改部分位流，以達到動態修改部分電路結構的目的。部分動態可重構往往是將任務劃分成更細粒度的功能模塊，根據任務執行的階段分時執行，動態地重構相應的部分電路，而不需要重構的部分不受此過程影響。

PDR系統通常采用總線宏（Bus?Macro）結構來實現，該方法需要使用物理約束來限定總線宏的位置，使用方法較為不便。另外，加入總線宏結構，可能會降低系統的性能。而在基于可配置片上互連網絡的部分動態可重構系統中，每個FPGA?IP被自然地劃分為了一個重構單元，部分重構即為部分IP的重配置，這使得開發極為便捷。另外，各模塊之間通過片上互連網絡進行通信，有利于系統性能的提升。

發明內容

本發明目的在于提供一種靈活、高性能的部分動態可重構系統。

本發明提供的部分動態可重構系統，是一種基于可配置片上互連網絡及可重構IP核的部分動態可重構系統，該系統由多個可重構IP核及其他專用IP核組成，各IP核通過可配置片上互連網絡連接；可配置片上互連網絡中的路由器與各IP的網絡接口分為兩個部分：普通數據接口和配置接口；普通數據接口傳遞網絡數據，用于各個IP核之間的通信；配置接口用于通過網絡控制IP核的配置；將專用IP與部分可重構IP設置為靜態電路模塊，另一部分可重構IP設置為動態電路模塊，在系統運行時，通過配置接口實現系統的部分動態可重構。系統結構參見圖1所示。

本發明中，所述的適合于部分動態可重構的可配置片上互連網絡，在路由與可重構IP核的網絡接口中加入有控制可重構IP配置的配置接口模塊，并在網絡數據包中加入有區分普通數據與配置數據的控制位。參見圖2所示。具體地說，網絡接口中設有普通數據傳輸控制模塊，配置位流下載控制模塊。當網絡接口從路由收到數據包時，先通過查詢包頭信息確定數據是普通數據還是配置數據，然后根據數據類型，將數據傳遞到相應的普通數據接口或配置接口進行傳輸。

本發明所述的可配置片上互連網絡系統，是在傳統的片上網絡系統中，加入了配置可重構IP核的配置接口，通過該配置接口使得系統能動態配置各可重構?IP，為提供高性能部分動態重構提供了基礎。

為了支持配置接口，需要在數據包包頭中加入控制信息，以區分數據是普通數據還是配置數據。另外，網絡接口也必須分為兩個部分，普通數據接口及配置數據接口。通過獲取網絡中的配置數據，配置接口控制可重構IP的重配置。

本發明中，可重構IP包括細粒度可重構IP（如基于SRAM?LUT的細粒度可重構IP等），以及粗粒度可重構IP，可重構專用處理器IP等。系統根據需要還可以加入各類靜態IP，如CPU?IP、專用ASIC?IP等，這些IP不需要使用配置接口，僅僅通過片上互連網絡來傳遞數據。?

部分動態可重構系統在設計時被劃分為靜態電路和動態電路。靜態電路可使用靜態IP以及可重構IP，在系統運行前完成配置，并在整個系統運行期間固定功能。動態電路使用可重構IP實現，在系統運行期間動態改變，以完成系統需要的動態功能。

本發明提供的基于可配置片上互連網絡及可重構IP的部分動態可重構系統芯片，能夠簡化系統開發，快速構建高性能的部分動態可重構系統。

附圖說明

圖1?為基于可配置片上互連網絡及可重構IP核的部分動態可重構系統芯片示例。

圖2為支持網絡配置的網絡接口結構示意。

具體實施方式

為了實現系統的部分動態可重構，需在系統中支持部分電路的在系統重構功能。該發明通過在片上網絡中支持配置數據的傳遞的方式，來支持在系統的部分電路重構。

整個系統如附圖1所示。系統主要包括支持配置位流傳輸的片上網絡系統，控制普通數據傳輸和配置位流下載網絡接口，支持實時在系統配置的可重構IP核電路，以及其他靜態功能IP核電路，如CPU?IP、ASIC?IP等。