[發明專利]處理系統與異構處理器加速方法

有效

• 申請號: 201910317024.2
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110032452B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李曉陽;陳晨;齊宗普;李濤;韓雪花;趙薇;高冬雪
• 申請（專利權）人: 上海兆芯集成電路有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 徐協成

本發明公開一種處理系統與異構處理器加速方法，該處理系統包括至少一處理器內核、至少一硬件加速器以及一加速器接口。處理器內核建立至少一任務。硬件加速器用以執行所述任務。加速器接口配置在該處理器內核與該硬件加速器之間，用以接收該處理器內核傳送的關于該任務的一加速器接口指令，依據該加速器接口指令指示該硬件加速器，使得該硬件加速器執行該任務。

技術領域

本發明涉及一種處理系統與訪存方法，特別涉及一種異構處理器的處理系統、加速方法與訪存方法。

背景技術

硬件加速器，如加速功能單元(accelerator function unit，AFU)，主要用于加速一些特定的計算任務，這些計算任務如果由中央處理器內核的軟件進行運算，將使得效率低下。而硬件加速器通過分析計算過程，設計專門的硬件邏輯處理計算的任務，以達到加速效果。硬件加速器與中央處理器之間的接口實現將特定的加速任務指派給硬件加速器執行，已知技術中的硬件加速器通常是以設備(device)的形式直接連接于總線及系統存儲器，導致產生兩個問題：首先，硬件加速器所能使用的系統存儲器的空間是固定的；其次，任務通常是中央處理器在用戶模式下(user mode)建立但需要在內核模式下(kernel mode)將其分指派給硬件加速器執行，因此這些任務往往需要從用戶空間(user space)拷貝到內核空間(kernel space)，這需要進行較為耗費資源的上下文切換(context switch)操作。

此外，在當前多用戶多任務并行的操作系統平臺下，存在著多個應用程序或執行流皆有硬件加速的需求。如何調度多任務給硬件加速器執行亦為該接口設計的一大難點。

為了滿足多個應用程序或執行流共用硬件加速器的需求，往往在一顆芯片中放置多個硬件加速器。然而若是多個硬件加速器之間沒有協同調度，將使得硬件加速器的任務分配不平均，則多個硬件加速器的能力將無法充分發揮。

因此，我們有需要設計一種全新的異構計算處理系統以克服現有技術中硬件加速器與中央處理器在任務指派、調度與分配上存在的上述技術問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種處理系統與異構處理器加速方法，能夠節省多個任務從用戶空間拷貝到內核空間時進行上下文切換操作所耗費的時間，有效加速多個任務的處理，充分發揮多個硬件加速器的效能。

本發明的一實施例提供了一種處理系統，包括至少一處理器內核(core)、至少一硬件加速器以及一加速器接口。處理器內核建立至少一任務(task)。硬件加速器用以執行所述任務。加速器接口配置在處理器內核與硬件加速器之間，用以接收處理器內核傳送的關于任務的一加速器接口指令(instruction)，依據加速器接口指令指示硬件加速器，使得硬件加速器執行任務。

本發明的另一實施例提供了一種異構處理器加速方法，適用于至少一處理器內核、至少一硬件加速器、一系統存儲器、以及配置在處理器內核與硬件加速器之間的一加速器接口。上述異構處理器加速方法包括：建立至少一任務，并在系統存儲器中建立關于任務的至少一任務隊列；建立用以指示硬件加速器執行一任務的加速器接口指令；經由加速器接口依據加速器接口指令指示硬件加速器從系統存儲器中讀取任務隊列；以及藉由硬件加速器依據任務隊列執行任務。

本發明的另一實施例提供了一種處理器加速方法，適用于至少一處理器內核。上述處理器加速方法包括：建立需藉由一硬件加速器執行的任務；將關于任務的一加速器接口指令通過一處理器非內核傳送至一加速器接口；當加速器接口接收加速器接口指令并且任務建權成功時，接收加速器接口所傳送的任務建權成功的信息；執行任務以外的其他任務；以及當硬件加速器執行任務之后，接收硬件加速器所傳送的任務完成的信息。

關于本發明其他附加的特征與優點，本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，當可根據本申請實施方法中所公開的處理系統與訪存方法而加以實施。

附圖說明