[發明專利]多處理器板重構系統及方法

在審

• 申請號: 201810615340.3
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108845971A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 廖建秋
• 申請（專利權）人: 國蓉科技有限公司
• 主分類號: G06F15/177
• 分類號: G06F15/177;G06F11/20
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發明公開了多處理器板重構系統及方法，包括不少于三個對等設計的處理器板卡，每個處理器板卡相互之間的數據連接；每個處理器板卡均包括用來執行控制功能的控制功能單元、執行數據處理功能的處理事務功能單元、執行監控各處理器板卡狀態和數據備份功能的備份功能單元。本發明采用可對等設計的多個處理器板卡，實現在處理器板卡發生故障時，可采用備份板替換發生故障的處理器板卡，并重啟故障的處理器板卡的方式進行重構，確保系統處理的事務在故障時能順利被處理完成，并不影響系統的執行效率。

技術領域

本發明涉及處理器技術領域，具體的說，是涉及一種多處理器板重構系統及方法。

背景技術

現有技術中，高性能計算平臺通常采用多處理器，或者，多處理器與加速元件相結合的方式，盡管這些平臺能夠帶來一定的加速收益，但是無論從編程復雜度、計算效率以及加速比等指標上都未達到較好的用戶需求。

可重構處理器是一種新的并行處理器構架，其較之以往的單核處理器、專用芯片、現場可編程邏輯陣列有著顯著的優勢，是未來電路結構發展的一個方向。可重構處理器內往往含有多個算數邏輯單元，稱之為眾核陣列。陣列內部配以靈活度高的路由單元，實現算數邏輯單元之間多樣化的互聯。因此，經路由單元連接后的眾核陣列可實現對數據流的高速處理，較傳統的單核以及少核處理器在性能上有著巨大的優勢。同時，較固化的專用電路在靈活性上也有著巨大的優勢。

重構技術是一種故障處理，系統保障技術，使用硬件和軟件技術設計來實現系統發生故障時的自我恢復(重構)，保障系統功能完整，確保事務能被成功處理，確保系統正常運行。

清華大學的劉雷波等人在2014年申請了一種“可重構處理器及可重構處理器的條件執行方法”的專利，用于提高重構處理器的執行效率；三星電子株式會社2012年申請了“可重構處理器和可重構處理器的微核”的專利(優先權日：2011.12.12)，采用具有不同計算能力的功能單元同時處理不同的計算功能；中國人民解放軍信息工程大學在2012年提供了一種“可重構多處理器系統”，采用不少于兩個的處理器及與處理器數據連接的共享內存、加速元件，用于解決現有高性能計算平臺計算效率低及靈活性差的問題。

現有技術中，對可重構多處理器系統的研究重點大多落在提高多處理器系統的執行效率上，對于如何保證系統功能的完整和出現故障時，如何確保事務被成功處理，不影響處理速度的研究還比較缺乏。

發明內容

本發明提供了一種多處理器重構系統，采用可實現相互功能轉換的多個處理器板卡，實現在系統中某一處理器板卡發生故障時，采用其他處理器板卡替代發生故障的處理器板卡進行事務處理，并將發生故障的處理器板卡重啟恢復(重構)，以恢復其處理事務的功能。本發明能在系統中的某一處理器板卡發生故障時，確保事務被處理完成，并不影響多處理器重構系統的執行效率。

本發明在本發明提供的多處理器重構系統的基礎上還提供了一種多處理器重構的方法。

為了達到上述目的，本發明提供的一種多處理器重構系統，包括不少于三個對等設計的處理器板卡，每個處理器板卡相互之間的數據連接；每個處理器板卡均包括用來執行監控各處理器板卡狀態和數據備份功能的備份功能單元、執行控制功能的控制功能單元、執行數據處理功能的處理事務功能單元。處理器板卡均采用對等設計，即每個處理器板卡均可實現控制功能、數據處理功能、監控各處理器板卡和數據備份功能等相同的功能單元，且可運行上述三種功能單元中的任一一種功能單元，且每個處理器板卡上運行的功能單元可相互切換，使其實現不同的功能。

每個所述處理器板卡根據包括在每個所述處理器板卡中且正在運行的功能單元來定義每個所述處理器板卡的功能，即每個所述處理器板卡可以運行三種功能單元中的任一一種，但在同一時間下只運行三種功能單元中的一種。因此，根據所述處理器板卡在當下時間運行的功能單元，來定義這一處理器板卡為主控板或處理板或備份板。

整個系統只定義一個主控板，可定義多個處理板和多個備份板。