[發明專利]一種面向多個粗粒度動態可重構陣列的數據緩存更新系統

有效

• 申請號: 201610047593.6
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105718421B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 劉波;徐亭亭;董薇;龔宇;曹鵬;楊軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種面向多個粗粒度動態可重構陣列的數據緩存更新系統，其特征在于：基于多陣列可重構系統，增加了一個片上更新仲裁模塊；所述多陣列可重構系統，其結構包括：片內外數據傳輸控制器，用于仲裁數據從外部存儲器寫入可重構單元共享存儲器和數據從可重構單元共享存儲器寫出外部存儲器；可重構單元共享存儲器，用于存儲可重構陣列運算需要的數據以及可重構陣列的計算結果；可重構計算陣列，用于進行算術邏輯運算；片上緩存模塊，用于緩存可重構陣列運算需要的數據，以及可重構陣列計算的中間結果；所述片上緩存模塊，其結構包括：片上初始操作數寄存器，用于存儲預取的可重構陣列運算初始操作數；片上初始常數寄存器，用于存儲預取的可重構陣列運算中所需常數；陣列中間數據存儲器，用于存放可重構陣列計算的中間結果；輸出寄存器，用于存放可重構陣列的最終輸出結果；

所述片上更新仲裁模塊，與所述多陣列可重構系統中的片上數據緩存模塊耦合，用于對片上數據生命周期進行管理，仲裁緩存更新；其結構包括四個分別與片上初始操作數寄存器、片上初始常數寄存器、陣列中間數據存儲器和輸出寄存器緊耦合的自衰減更新仲裁控制器，用于對片上初始數據、陣列計算中間數據以及輸出數據的生命值進行判決，一旦有數據生命終止，就向相應的緩存單元發出數據更新請求；

所述片上更新仲裁模塊中，四個自衰減更新仲裁控制器分別與片上緩存模塊中的片上初始操作數寄存器、片上初始常數寄存器、陣列中間數據存儲器和輸出寄存器緊耦合，通過與片上緩存單元的數據交互，對片上數據的生命周期進行管理，仲裁緩存更新；

所述自衰減更新仲裁控制器，其結構包括：操作數生命解析單元、邏輯控制單元、數據生命周期查找表、仲裁器、數據生命周期自衰減控制單元、更新請求發送單元；所述操作數生命解析單元，用于解析輸入數據的生命周期；所述邏輯控制單元，用于仲裁輸入輸出請求；所述數據生命周期查找表，用于存放寄存器數據生命周期；所述仲裁器，用于仲裁輸入數據生命是否為零；所述數據生命周期自衰減控制單元，用于完成數據生命周期查找表的自動更新；所述更新請求發送單元，用于輸出對存儲單元數據進行更新的請求。

2.根據權利要求1所述的數據緩存更新系統，與片上初始操作數寄存器、片上初始常數寄存器緊耦合的自衰減更新仲裁控制器的操作包含以下步驟：

從外存中讀取計算陣列所需的數據，并將數據分成操作數和常數兩類，其中操作數存放在相應的片上初始操作數寄存器內，常數存放在相應的片上初始常數寄存器內，轉至步驟(2)；

(2)在可重構陣列計算過程中，自衰減更新仲裁控制器讀取片上初始緩存單元中的數據，送入操作數生命解析單元，對數據生命進行解析，轉至步驟(3)；

(3)向邏輯控制單元發送請求，邏輯控制單元仲裁輸入輸出；

若輸入輸出請求同時發生，則優先輸出，輸入等待，轉至步驟(6)；

輸出完成后轉至步驟(4)；

(4)搜索數據生命周期查找表獲得輸入數據生命周期，其中該查找表存放在外存中，表中的數據為軟件運行得到的每個數據的生命周期；

同時數據生命周期自衰減控制單元對查找表進行更新，轉至步驟(5)；

(5)仲裁器仲裁輸入數據生命是否為零，若生命值不為零，則繼續讀入寄存器中的數據，轉至步驟(2)，若生命值為零，則向邏輯控制單元發送輸出請求，轉至步驟(6)；

(6)若邏輯控制單元同意輸出，則由更新請求發送單元向片上初始緩存單元發送數據更新請求，若有輸入請求未響應，轉至步驟(4)，若無，則繼續讀入寄存器中的數據，轉至步驟(2)。