[發(fā)明專利]一種粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)的片上緩存訪存接口及其訪問方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610046928.2
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105718394A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉波;董薇;徐亭亭;龔宇;曹鵬;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F13/18
• 分類號: G06F13/18
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于嵌入式可重構(gòu)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種面向多計算單元粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)的片上緩存訪存接口及其訪問方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，尤其是大規(guī)模高性能的可編程器件的出現(xiàn)、軟硬件設計方法和設計工具上的改進，實時電路重構(gòu)技術(shù)逐漸成為國際上計算系統(tǒng)研究中的一個新熱點。它的出現(xiàn)使過去傳統(tǒng)意義上硬件和軟件的界限變得模糊，讓硬件系統(tǒng)軟件化。實時電路重構(gòu)的本質(zhì)是利用可編程器件可多次重復配置邏輯狀態(tài)的特性，在運行時根據(jù)需要動態(tài)改變系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)兼具靈活、簡捷、硬件資源可復用、易于升級等多種優(yōu)良性能。基于此技術(shù)設計的可重構(gòu)系統(tǒng)在高速數(shù)字濾波器、圖像壓縮、硬件演化計算、定制計算、嵌入式系統(tǒng)等方面，都有著廣泛的應用前景。

隨著可重構(gòu)系統(tǒng)規(guī)模的擴大，在同一個可重構(gòu)系統(tǒng)中可能存在多個計算單元，每個計算單元都可能會對存儲器進行訪問。由于訪問外部存儲器需要時間長，為提高計算性能，加入片上緩存單元。當有多個計算單元同時對片上緩存發(fā)出訪問請求時，就需要訪問接口對這些訪問請求進行仲裁決定訪問權(quán)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種面向多計算單元粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)的片上緩存訪存接口及其訪問方法，提高粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)計算單元訪問片上緩存的效率

為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明公開了面向多計算單元粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)的片上緩存訪存接口，其包括：訪問請求輸入接口單元、第一級仲裁模塊、第二級仲裁模塊、控制允許信號輸出接口單元、訪問請求解析模塊、訪問請求輸出接口單元；所述訪問請求輸入接口單元用于接收所述粗粒度可重構(gòu)系統(tǒng)的計算單元訪問片上緩存的訪問請求；所述第一級仲裁模塊用于判斷所述訪問請求輸入接口單元的所述片上緩存訪問請求，判斷是讀請求還是寫請求并采取不同的操作步驟，以四個計算單元的讀請求為一組分包形成訪問請求包并為所述每個訪問請求包分配優(yōu)先級；所述第二級仲裁模塊用于仲裁所述訪問讀請求包及讀請求包的訪問讀請求，并控制所述輸入請求的預讀取；所述控制允許信號輸出接口單元用于輸出控制允許信號；所述訪問請求解析模塊，用于解析訪問請求；所述訪問請求輸出接口單元，用于輸出所述解析訪問請求。

作為優(yōu)選，為了對讀寫兩種不同的訪問請求進行合理的處理，盡可能提高所述片上緩存訪問接口及其訪問方法的工作效率，需要通過檢測訪問請求類別、對讀訪問請求進行分包并分配優(yōu)先級，以便后期處理。所述第一級仲裁模塊包括固定讀寫優(yōu)先級仲裁模塊、訪問請求分包模塊、訪問請求包優(yōu)先級判斷單元；固定讀寫優(yōu)先級仲裁模塊，通過訪問請求包優(yōu)先級查找表單元，將當前優(yōu)先級最高的訪問請求包發(fā)送至第二級仲裁模塊；訪問請求分包模塊，用于將所述輸入讀請求以四個計算單元為一組分包，共有N個計算單元（N=4n），分為n個分包并將分包編號分配優(yōu)先級；訪問請求包優(yōu)先級判斷單元用于判斷訪問請求固有優(yōu)先級，所述輸入請求中寫請求優(yōu)先級大于讀請求，任何情況下優(yōu)先執(zhí)行寫請求。

作為優(yōu)選，為了協(xié)調(diào)各計算單元對片上緩存的訪問需求，進一步所述片上緩存訪問接口及其訪問方法的工作效率，需要對分包內(nèi)各計算單元請求包的優(yōu)先級進行輪換重置，所述第二級仲裁模塊包括：請求包固定優(yōu)先級仲裁模塊、請求包內(nèi)輪換優(yōu)先級仲裁模塊、包內(nèi)優(yōu)先級輪換重置控制邏輯單元、請求包優(yōu)先級判斷單元、預提交判斷模塊；請求包固定優(yōu)先級仲裁模塊通過請包內(nèi)優(yōu)先級輪換重置控制邏輯單元，將當前優(yōu)先級最高的訪問請求包發(fā)送至請求包內(nèi)輪換優(yōu)先級仲裁模塊；請求包內(nèi)輪換優(yōu)先級仲裁模塊通過訪問請求包內(nèi)優(yōu)先級控制邏輯單元，將當前優(yōu)先級最高的訪問請求包發(fā)送至請求解析模塊；包內(nèi)優(yōu)先級輪換重置控制邏輯單元用于控制所述分包內(nèi)的不同計算單元的所述訪問請求優(yōu)先級，所述分包#1內(nèi)，初始優(yōu)先級為#1＞#2＞#3＞#4，執(zhí)行完計算單元#1的訪問請求后，優(yōu)先級變?yōu)?2＞#3＞#4＞#1，執(zhí)行完計算單元#2的訪問請求后，優(yōu)先級變?yōu)?3＞#4＞#1＞#2，依次類推；請求包優(yōu)先級判斷單元用于判斷所述不同分包的訪問請求固有優(yōu)先級，判斷優(yōu)先級，分包號小的分包優(yōu)先大于分包號大的分包，優(yōu)先執(zhí)行分包號小的分包；預提交判斷模塊用于控制訪問請求的預提交；