[發明專利]一種粗粒度可重構系統中的配置信息緩存裝置及壓縮方法

有效

• 申請號: 201410177912.6
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103914404B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 曹鵬;劉波;張亞;劉炎;朱婉瑜;杜月
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F12/0893
• 分類號: G06F12/0893
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及嵌入式可重構設計領域，具體地，涉及一種粗粒度可重構系統中高存儲利用率的配置信息緩存裝置及配置信息壓縮方法。

背景技術

當今市場對嵌入式終端性能、功耗、靈活性、集成度和成本等的要求越來苛刻。無論是以專用集成電路（ASIC）為代表的硬件執行方式，還是以通用處理器（GPP）為基礎的軟件執行方式，都很難滿足上述要求。ASIC雖然具有很高的能量效率，但其針對某一特定應用或者某一特點算法設計，低下的靈活性很難滿足層次不窮的應用需求，無法推廣；GPP雖然具有很強的靈活想、但指令流驅動的執行方式使其整體性能和功耗并不理想。可重構處理器正是在這種背景下出現的一種新的體系結構，它通常由一個主處理器加上一組可重構硬件來組成。由于其融合了ASIC的高效性和GPP的靈活性，故廣泛應用于多媒體、通信、人工智能、數字信號處理等方面。

早期的可重構架構中計算資源較少，配置信息量也不多，簡單的配置信息緩存裝置已基本能滿足要求，不需要對配置信息進行壓縮，系統性能的高低主要由計算陣列的數據處理能力決定。然而隨著各類應用的性能要求和計算復雜度越來越高，粗粒度可重構架構的計算資源也成倍增加，一些架構使用了多個可重構陣列來完成這些應用。然而，在計算資源增加的同時，重構過程所需的配置信息量也隨之進一步增大，導致系統的重構開銷進一步增長，嚴重影響系統的整體性能。如果不采用配置信息壓縮方法，則需要很大的配置信息緩存開銷。在粗粒度可重構系統的設計中，配置信息緩存的結構及配置信息壓縮方法是其中的一項關鍵技術，決定了系統動態重構的效率。而傳統粗粒度可重構系統中的配置信息壓縮方法多是針對一套配置信息進行壓縮，比如基于配置信息比特流的壓縮方法。雖然采用傳統的配置信息壓縮方法可以降低配置信息緩存的存儲開銷，但是，在配置信息存儲和讀取過程中，需要動態的壓縮和解壓縮配置信息，會引入對配置信息緩存訪問額外的訪問延遲，從而嚴重降低可重構系統的動態重構性能。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種面向粗粒度可重構系統中高存儲利用率的配置信息緩存裝置及配置信息壓縮方法，該方法不會引入額外的壓縮/解壓縮操作，不會影響配置信息緩存的訪問性能，還可以提高大規模粗粒度可重構系統的配置信息緩存的存儲利用率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種面向粗粒度可重構系統中高存儲利用率的配置信息緩存裝置，包括配置信息輸入接口，配置信息輸出接口，配置信息存儲單元，配置信息查找表，配置信息解析模塊；該配置信息緩存的訪問和存儲基于兩級配置信息組織策略，第一級配置信息為配置信息內核：對應可重構陣列的一套配置映射情況；第二級配置信息為配置信息群組：對應算法中一個完整子算法的配置信息，包括一個以上的配置信息內核；配置信息緩存的存儲以配置信息內核為單位區分和存儲配置信息，配置信息緩存的訪問以配置信息群組為基本操作單位；

所述配置信息輸入接口：用于接收外部存儲器輸入的配置信息群組；

所述配置信息輸出接口：用于可重構陣列讀取配置信息緩存內的配置信息內核；

所述配置信息存儲單元：用于存儲可重構陣列使用的配置信息內核；

所述配置信息查找表：用于標記所有當前緩存在配置信息緩存中的配置信息內核對應的索引編號；

所述配置信息解析模塊：用于解析配置信息群組中所包含的配置信息內核的索引編號，判斷該配置信息內核的索引編號是否已經存在與當前配置信息緩存的查找表中。

根據本發明的優選實施例，所述配置信息查找表，包括配置信息權重表，配置信息索引表；

所述配置信息權重表：用于記錄配置信息內核被使用的次數；

所述配置信息索引表：用于記錄當前以及接下來需要訪問的配置信息群組的基本信息標識以及配置信息內核有效性標識。

根據本發明的優選實施例，所述的配置信息索引表，包括兩部分內容：配置信息群組的基本信息標識以及配置信息內核的有效性標識；

所述配置信息群組的基本信息標識：用于表明配置信息內核的索引編號；配置信息索引表中每一行（稱為表中的一個條目，條目#0表示第一行）用于標識一個配置信息群組，包含N個數據元素（數據元素0表示一行中的第一個元素），依次存儲所包含的配置信息內核的索引編號；

所述配置信息內核的有效性標識：用來表明當前這個索引編號是否為一個有效的配置信息內核標識（有效位=0表示有效，有效位=1表示無效）。