[發(fā)明專利]基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410148038.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103914333B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳俊敏;崔賢芬;趙小雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 范晴,夏振

1.一種基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于所述仿真器以SystemC的內(nèi)核作為整個(gè)仿真器的驅(qū)動(dòng)內(nèi)核，包括用于仿真各個(gè)處理器核心的一級(jí)高速緩存的緩存模塊、用于仿真各個(gè)處理器核心的二級(jí)高速緩存的路由模塊、用于提供功能仿真的QEMU模塊、驅(qū)動(dòng)模塊；若干個(gè)路由模塊互連仿真處理器核心共享的二級(jí)高速緩存形成的片上網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)路由模塊設(shè)置有一組與緩存模塊連接的信號(hào)線；所述路由模塊將緩存模塊或者路由模塊傳遞的pkt消息分發(fā)到另一緩存模塊或者另一路由模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊向緩存模塊發(fā)起讀或?qū)懖僮?，并傳輸其它相關(guān)信號(hào)，在緩存模塊中定義與驅(qū)動(dòng)模塊連接的信號(hào)線以及為其緩存行的存儲(chǔ)分配空間；通過(guò)QEMU模塊啟動(dòng)進(jìn)程對(duì)底層的存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)起讀/寫某地址中的數(shù)據(jù)操作，存儲(chǔ)系統(tǒng)調(diào)用各自的構(gòu)造函數(shù)為存儲(chǔ)器分配存儲(chǔ)空間，QEMU模塊的處理器模塊與存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的通信系統(tǒng)包括QEMU消息源、通信信道和互連模塊，所述QEMU模塊中消息源是產(chǎn)生通信的源頭，包括兩大類，一類是處理器節(jié)點(diǎn)，另一類是外部設(shè)備，不同的消息源使用不同的通道發(fā)送消息，通信信道通過(guò)進(jìn)程連接QEMU模塊和SystemC，所述互連模塊用于傳遞信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于所述pkt消息包括data字段、id字段、dest數(shù)組字段、addr字段、cur_addr字段、change_data字段、index字段；其中data字段用于存儲(chǔ)消息中的數(shù)據(jù)；id字段用于表示路由模塊的編號(hào)；dest數(shù)組字段用于表示pkt消息需要發(fā)送的目的地；addr字段表示緩存行的地址；cur_addr字段表示緩存行的起始地址；change_data字段表示寫操作的數(shù)據(jù)；index字段為標(biāo)記字段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于所述pkt消息中index字段為0時(shí)，表示沒(méi)有特殊功能；index字段為1時(shí)，從二級(jí)緩存或DRAM中取塊并返回給發(fā)送者；index字段為2時(shí)，修改二級(jí)緩存及DRAM中相應(yīng)塊的內(nèi)容，同時(shí)發(fā)送給除自己之外的一級(jí)緩存，表示對(duì)某個(gè)地址執(zhí)行了寫操作；index字段為3時(shí)，從二級(jí)緩存發(fā)給DRAM要求其刷新相應(yīng)的緩存塊；index字段為4時(shí)，修改二級(jí)緩存及DRAM中的字，并將該字對(duì)應(yīng)的塊傳送給發(fā)送該消息的源一級(jí)緩存；index字段為5時(shí)，表示一級(jí)緩存未找到某行數(shù)據(jù)，需要從其它一級(jí)緩存中查看是否有該數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于每個(gè)路由模塊中設(shè)置有路由表，所述路由表中存儲(chǔ)路由模塊輸出時(shí)的路由選擇路徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于每個(gè)路由模塊維護(hù)一個(gè)消息隊(duì)列，每次路由模塊采用輪詢的方式將輸入信號(hào)線中的pkt消息存入消息隊(duì)列中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在于所述緩存模塊采用組相聯(lián)映射策略和寫回方法，替換時(shí)隨機(jī)選擇某一緩存行，在緩存塊中設(shè)置若干指向?qū)嶋H存儲(chǔ)信息的緩存行的指針，每個(gè)緩存行包含Valid字段、data字段、tag字段和dirty字段；其中Valid字段用于表示該緩存行是否有效；data字段指向存儲(chǔ)“字塊”的單元；tag字段為標(biāo)記位，當(dāng)接收到某個(gè)地址之后，比較標(biāo)記位確認(rèn)是否與此緩存行匹配；dirty字段判斷是否為臟數(shù)據(jù)，該行數(shù)據(jù)有沒(méi)有被寫過(guò)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)互連的多核存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真器，其特征在所述驅(qū)動(dòng)模塊和緩存模塊都由時(shí)鐘發(fā)生器控制，驅(qū)動(dòng)模塊和緩存模塊之間通過(guò)5根信號(hào)線連接進(jìn)行信號(hào)傳輸，包括Func信號(hào)線、Data_in信號(hào)線、Addr信號(hào)線、Data_out信號(hào)線和Done_sig信號(hào)線；其中Func信號(hào)線用以通知緩存模塊執(zhí)行操作；Data_in信號(hào)線是提供驅(qū)動(dòng)模塊向緩存模塊中的某個(gè)單元傳送寫入的數(shù)據(jù)；Addr信號(hào)線用于表示驅(qū)動(dòng)模塊想要讀/寫的地址；Data_out信號(hào)線用于驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送讀操作，通過(guò)Data_out信號(hào)線返回所讀單元的數(shù)據(jù)；Done_sig信號(hào)線用于結(jié)束一次執(zhí)行過(guò)程。