[發明專利]基于形式領域融合的信息處理機及構造方法

有效

• 申請號: 201210310820.1
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102902522A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 齊德昱;齊啟豪;封斌;李莉麗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及計算機系統結構領域，特別涉及一種基于可重構原理的處理機及構造方法。

背景技術

處理器(機)的系統結構，決定著處理機中央處理機構的性能、功能及使用方式。目前流行的處理器系統結構一般都為基于Von?Neumann的體系，基本特征是存儲程序，而程序由指令構成，指令由處理器的控制系統執行。指令主要有算邏運算、傳輸、轉移、分支等幾類。指令的種類決定了應用方式。目前的各類計算機CPU幾乎都基于這種體系。但隨著計算機應用需求的發展，這種傳統體系的計算機在性能提高上將遇到極限，在應用模式上也成為阻礙應用發展的因素。

多年來研究人員一直在追求新的信息處理體系，如數據流計算、可重構計算、神經網絡計算、超導計算、量子計算、光子計算和生物計算（DNA計算）。但不是由于物理實現的不可能性，就是由于計算能力的局限性與使用模式的困難性，使得這些研究迄今為止尚未有實際應用。本發明就是從解決這幾個技術障礙的目的出發，給出一種創新的且可方便投入物理實現的計算機系統結構。

計算機系統結構，決定這計算機中央處理機構的性能、功能及使用方式。目前流行的處理器系統結構為Von?Neumann，基本特征是存儲程序，而程序由指令構成，指令有處理器的控制系統執行。指令主要有算邏運算、傳輸、轉移、分支等幾類。指令的種類決定了應用方式。目前的各類計算機CPU幾乎都基于這種體系。但隨著計算機應用需求的發展，這種傳統體系的計算機在性能提高上將遇到極限，在應用模式上也成為阻礙應用發展的因素。

多年來研究人員一直在追求新的計算機體系，如數據流計算、可重構計算、神經網絡計算、超導計算、量子計算、光子計算和生物計算（DNA計算）。但不是由于物理實現的可能性，就是由于計算能力的局限性與使用模式的困難性，使得這些研究迄今為止尚未有實際應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于形式領域的信息處理機。

本發明的另一目的在于，提供一種基于形式領域的信息處理機的構造方法。

為了達到上述第一目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種基于形式領域融合的信息處理機，包括融合器池、融合調度器、場工廠、場存儲器及融合引擎；

所述融合器池，是物理場基融合器的集合，每個場基融合器用于完成一項既定功能；

所述融合調度器，負責管理融合器池的使用，并接受融合引擎的請求，從融合器池中分配融合器，或者，當融合器池中沒有足夠的融合器時，按照預定義的優先級或者輪轉規則從現存的場中借用融合器，實現融合器的共享；當一個場停止運行時，融合調度器負責回收融合器到融合器池；

所述場工廠根據場敘存儲器中的場敘，生成可直接在場敘融合器上運行的場映像；

所述場存儲器用于存儲場敘，所述場敘是控制指令集合，一個場敘用于描述一個計算任務；

所述融合引擎為頂級控制機構，負責通過融合調度器為場映像中的虛擬融合器分配物理融合器以使其運行。

優選的，所述融合器池為獨立的基融合器的集合，包括庫所池、管道池、傳感器池、開關池、服務器池、處理器池、I/O適配器池、廣播器池及接收器池。

優選的，所述I/O適配器池為多種基I/O適配器池。

優選的，所述場映像中還包括作為融合器軟件代理的融合器柱，所述融合器柱為場敘中的融合器非轉換為虛擬的融合器。

優選的，所述場基融合器包括輸入監聽單元、輸出監聽單元、處理單元、狀態單元、數據緩沖單元及配置參數單元；

輸入監聽單元，動態地檢查輸入端是否有新數據到達，如有且“數據緩沖區”有空閑，則接收數據，存入“數據緩沖區”；

輸出監聽單元，如果“數據緩沖區”內有待輸出的數據，則動態檢查輸出端是否可以輸出數據，輸出端連接的融合器同意接收時，稱為可以輸出，如果可以，則執行數據發送；

處理單元，融合器的功能的執行機構，實現對輸入數據的處理，產生輸出數據；

狀態單元，管理融合器的各種狀態，并且接受控制機構的狀態查詢，融合器的狀態有“虛擬”、“空閑”、“忙碌”、“等待”四種，其中，“虛擬”態僅針對虛擬融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的軟件代理；“空閑”態表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”態表示融合器正在工作；“掛起”態表示融合器被分配，但處理單元處在不工作狀態，等待輸入數據到達；

數據緩沖單元，融合器的內部數據緩沖區，包括輸入數據的緩沖，輸出數的緩沖，臨時數據暫存等；

配置參數單元，融合器的行為的配置參數，由外部系統植入。