[發明專利]支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構系統

有效

• 申請號: 201511005348.0
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105653411B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 季振洲;劉君;吳倩倩;張源悍;王楷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構系統，屬于計算機技術領域。為了解決現有多核處理器芯片的局部故障恢復存在可用性差的問題。所述系統包括：故障檢測模塊，用于檢測多核處理器芯片的故障，并將故障核隔離；故障定位模塊，用于獲取故障的位置，地址和類型等信息，實現對故障的準確定位；根據故障點的定位分析，確定重構布線的約束條件和需要重構的最小電路模塊；故障恢復模塊，避開故障點所在位置，采用硬件演化算法生成與需要重構的最小電路模塊功能一致的等效模塊，獲得新的配置碼流，基于局部重配置方法將配置文件的差異碼流重新下載，實現對故障核的重構，恢復其正常功能。用于多核處理器局部永久故障恢復。

技術領域

本發明屬于屬于計算機技術領域。

背景技術

局部永久故障導致多核處理器芯片功能失效，軟件恢復方法難以修復故障區域硬件電路，往往浪費大量的冗余資源進行故障遷移。可重構多核處理器利用片上可重構資源，在故障區域約束條件下通過硬件演化，以最小計算代價和資源開銷重構與故障區域功能等效的硬件電路，實現多核處理器局部永久故障的片上恢復，可滿足環境苛刻、高可靠性要求的惡劣環境計算、工業控制、移動計算領域的需求，有效提升處理器的可靠性，延長多核處理器的使用壽命。

多核處理器硬件故障恢復是并行體系結構、容錯計算、系統可靠性設計等領域的研究熱點。但對于支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構，已提出的基于軟件和硬件恢復的技術方法性能和可靠性難以滿足實際需求，還不能真正有效解決多核處理器的故障修復問題，缺少高可用性的支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有多核處理器芯片的局部故障恢復存在可用性差的問題，本發明提供一種支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構系統。

本發明的支持局部永久故障恢復的多核處理器芯片可重構系統，所述系統包括故障檢測模塊、故障定位模塊和故障恢復模塊；

故障檢測模塊，用于確定多核處理器中發生局部永久故障的故障核，并對該核進行隔離；

故障定位模塊，采用回讀方法，從故障核的配置存儲器中讀取隔離的臨時配置文件，與故障核的全局配置文件進行差異比對，并根據配置文件碼流與故障核的資源映射關系獲取故障的位置、地址和類型信息，實現對故障點的定位；通過對故障點的定位分析，確定重構布線的約束條件和需要重構的最小電路模塊；

故障恢復模塊，用于避開故障點所在位置，采用硬件演化算法生成與需要重構的最小電路模塊功能一致的等效模塊，獲得新的配置碼流，基于局部重配置方法將配置文件的差異碼流重新下載，實現對故障核的重構，恢復其正常功能，完成多核處理器芯片的局部永久故障恢復。

所述故障檢測模塊包括校驗器和多核處理器瞬時故障恢復系統；

校驗器，用于根據多核處理器每個核的運算結果，輸出診斷故障發生在哪一個核上，確定故障核；

所述多核處理器以鎖步模式運行程序；

多核處理器故障恢復系統，用于對故障核進行瞬時故障恢復，當恢復不成功，則對該故障核進行隔離，進行局部永久故障恢復。

所述故障定位模塊包括外部微控制器、故障定位器、配置文件存儲器和配置數據總線；

外部微控制器，用于控制回讀操作，從故障核的配置文件寄存器中讀取隔離的臨時配置文件；

故障定位器，用于將故障核的臨時配置文件與全局配置文件進行差異比對，并根據配置文件碼流與故障核的資源映射關系獲取故障的位置、地址和類型信息；通過對故障點的定位分析，確定重構布線的約束條件和需要重構的最小電路模塊；

配置文件存儲器，用于存儲故障核的全局配置文件和局部配置文件；

配置數據總線，用于讀寫內部配置寄存器。