[發明專利]細胞陣列計算系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201610284034.7
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN107341129B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 戴瑾
• 申請（專利權）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F11/22
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種細胞陣列計算系統，其特征在于，包括：主控CPU、細胞陣列和細胞陣列總線；

所述細胞陣列是由一個以上兼具計算和存儲功能的細胞組成的二維陣列或三維陣列，其中每一個細胞包括微處理器和非易失隨機存儲器；所述非易失隨機存儲器用于所述微處理器計算時所涉及數據的隨機存取，還用于存儲軟件的指令代碼和需要永久保存的數據；

每一個細胞儲存各自在所述細胞陣列中的位置作為ID以供細胞中的軟件或硬件讀取；

所述主控CPU通過所述細胞陣列總線與所述細胞陣列中的每一個細胞進行通信；所述主控CPU通過所述細胞陣列總線與所述細胞陣列中的每一個細胞進行的通信包括以下情況中的至少一種：

按地址讀寫所述細胞陣列中任一細胞的非易失隨機存儲器；

將數據廣播到所述細胞陣列中目標區域內每一個細胞的非易失隨機存儲器，并寫入所述目標區域內每一個細胞的非易失隨機存儲器中相同的相對地址；

給所述細胞陣列中任一細胞的微處理器發送指令、發送數據或讀取狀態；

給所述目標區域內所有細胞的微處理器廣播指令；

所述細胞陣列中還預留一個以上冗余細胞作為備用細胞，所述備用細胞用于在所述細胞陣列中的任意一個其他細胞被確定為已損壞細胞時作為該已損壞細胞相應的替換細胞；

所述細胞陣列以及所述細胞陣列總線集成在一個芯片上。

2.根據權利要求1所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述細胞陣列中的細胞還包括總線控制器和細胞內部總線，所述總線控制器與所述細胞陣列總線、微處理器以及細胞內部總線相連，所述總線控制器用于收聽所述細胞陣列總線上的指令，對于相關本細胞的指令，連接所述微處理器以傳遞所述主控CPU發送的指令或數據、狀態讀取，或者通過所述細胞內部總線連接所述非易失隨機存儲器進行數據的讀寫操作；所述備用細胞的總線控制器內設有第一非易失性存儲器，用于存儲本細胞所替換的已損壞細胞在所述細胞陣列中的位置；在所述芯片運行時，已損壞細胞處于關閉狀態，已損壞細胞相應替換細胞的總線控制器收聽所述細胞陣列總線上的指令時，將與本細胞所替換細胞相關的指令識別為相關本細胞的指令。

3.根據權利要求1所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述細胞陣列中的相鄰細胞之間有通信接口，能互相收發數據；任意兩個細胞之間能進行通信，參與細胞間通信的細胞包含起點細胞、終點細胞和中轉細胞，所述起點細胞為向所述終點細胞發出數據的細胞，所述終點細胞為最終接收所述起點細胞所發數據的細胞，所述中轉細胞為沿細胞間通信路徑依次相鄰且通過所述通信接口中轉所述起點細胞所發數據的細胞，所述細胞間通信路徑是由所述起點細胞、中轉細胞和終點細胞所構成的數據收發路徑。

4.根據權利要求3所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述細胞陣列中的任一細胞還能作為所述起點細胞向目標區域內的所有細胞進行群發通信，參與所述群發通信且位于目標區域內的細胞作為所述起點細胞、或作為所述終點細胞、或同時作為所述中轉細胞和終點細胞，參與所述群發通信且位于目標區域外的細胞作為所述起點細胞或中轉細胞。

5.根據權利要求3或4所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述細胞陣列中的細胞還包括與所述微處理器相連的網絡控制器，所述網絡控制器用于對發出的數據、中轉的數據或者最終接收的數據進行收發和路由控制，還用于向所述微處理器發送中斷信號；所述網絡控制器內設有第二非易失性存儲器，與所述已損壞細胞相鄰的所有正常細胞內的所述第二非易失性存儲器用于標定與本細胞相鄰的已損壞細胞，以及存儲所述已損壞細胞相應的替換細胞在所述細胞陣列中的位置；在傳遞數據時，已損壞細胞的相鄰細胞的網絡控制器在進行路由控制時繞開該已損壞細胞，若該已損壞細胞是終點細胞或終點細胞之一，控制將數據轉發到該已損壞細胞相應的替換細胞。

6.根據權利要求1所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述細胞陣列為二維陣列，預留的一個以上冗余細胞為所述細胞陣列中的一行或一列細胞。

7.根據權利要求1所述的細胞陣列計算系統，其特征在于，所述非易失隨機存儲器為MRAM。