[發(fā)明專利]一種帶有超節(jié)點以及超節(jié)點控制器的眾核處理器的應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110268306.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112882986B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洋;胡星;劉勝;魯建壯;陳勝剛;雷元武;李晨;劉暢;陳小文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種帶有超節(jié)點以及超節(jié)點控制器的眾核處理器的應(yīng)用方法，其特征在于，所述眾核處理器包括片上網(wǎng)絡(luò)和至少一個與片上網(wǎng)絡(luò)相連的超節(jié)點，所述超節(jié)點包括超節(jié)點控制器和多個內(nèi)核，所述超節(jié)點控制器分別與片上網(wǎng)絡(luò)以及各個內(nèi)核相連，所述多個內(nèi)核通過超節(jié)點控制器實現(xiàn)與片上網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互，所述超節(jié)點控制器中設(shè)有FIFO以及數(shù)據(jù)仲裁器；所述超節(jié)點控制器通過AXI總線與片上網(wǎng)絡(luò)相連，所述超節(jié)點控制器通過AXI總線與各個內(nèi)核相連；所述超節(jié)點控制器中的FIFO為讀寫同步FIFO，所述讀寫同步FIFO的組成包括地址控制部分和存儲數(shù)據(jù)的RAM部分；所述片上網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸通道包括讀地址通道、讀數(shù)據(jù)通道、寫地址通道、寫數(shù)據(jù)通道和寫響應(yīng)通道共五條數(shù)據(jù)傳輸通道，所述超節(jié)點控制器中的數(shù)據(jù)傳輸通道包括讀地址通道、讀數(shù)據(jù)通道、寫通道和寫響應(yīng)通道四條數(shù)據(jù)傳輸通道，所述超節(jié)點控制器中的寫通道同時與片上網(wǎng)絡(luò)的寫地址通道、寫數(shù)據(jù)通道兩者對接、其它的三條數(shù)據(jù)傳輸通道與片上網(wǎng)絡(luò)的同名數(shù)據(jù)傳輸通道一一對接；所述應(yīng)用方法包括所述超節(jié)點控制器通過寫通道執(zhí)行數(shù)據(jù)交互的下述步驟：接收作為主機的內(nèi)核向片上網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的寫請求，寫請求包括寫地址和寫數(shù)據(jù)；將寫請求打包、存儲、與讀數(shù)據(jù)通道轉(zhuǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)一起進行仲裁、分發(fā)后發(fā)送到作為從機的片上網(wǎng)絡(luò)；包括所述超節(jié)點控制器通過讀數(shù)據(jù)通道執(zhí)行數(shù)據(jù)交互的下述步驟：接收作為主機的片上網(wǎng)絡(luò)向內(nèi)核發(fā)送的讀返回數(shù)據(jù)，根據(jù)讀返回數(shù)據(jù)的控制信息選擇處理方式，處理方式為轉(zhuǎn)發(fā)或單播、廣播兩者中的一種，若處理方式為轉(zhuǎn)發(fā)，則將讀返回數(shù)據(jù)打包存儲并將其輸出給寫通道進行仲裁，退出；否則，確定處理方式具體為單播還是廣播，將讀返回數(shù)據(jù)通過單播或廣播、分發(fā)后發(fā)送到作為從機的內(nèi)核；包括所述超節(jié)點控制器通過寫響應(yīng)通道執(zhí)行數(shù)據(jù)交互的下述步驟：收到作為主機的片上網(wǎng)絡(luò)發(fā)送寫響應(yīng)，將片上網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的寫響應(yīng)數(shù)據(jù)打包存儲，然后向指定的內(nèi)核進行單播操作、分發(fā)后發(fā)送到作為從機的內(nèi)核；包括所述超節(jié)點控制器通過讀地址通道執(zhí)行數(shù)據(jù)交互的下述步驟：接收作為主機的內(nèi)核向片上網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的讀請求，將讀請求打包、存儲、仲裁、分發(fā)后發(fā)送到作為從機的片上網(wǎng)絡(luò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有超節(jié)點以及超節(jié)點控制器的眾核處理器的應(yīng)用方法，其特征在于，所述單播的步驟包括：首先根據(jù)轉(zhuǎn)換表將單播操作轉(zhuǎn)換為對一個內(nèi)核的廣播操作，所述轉(zhuǎn)換表中記錄了內(nèi)核的ID、內(nèi)核選擇矢量、內(nèi)核編號之間的映射關(guān)系；然后將待單播的數(shù)據(jù)按照內(nèi)核數(shù)量復(fù)制多份，并根據(jù)內(nèi)核選擇矢量判定需要廣播的目標內(nèi)核，判斷目標內(nèi)核是否滿足廣播同步接收條件，若滿足同步接收條件則進行廣播操作，否則暫停廣播操作并延后重試，直至完成廣播操作；所述廣播的步驟包括：后將待廣播的數(shù)據(jù)按照內(nèi)核數(shù)量復(fù)制多份，并根據(jù)內(nèi)核選擇矢量判定需要廣播的目標內(nèi)核，判斷目標內(nèi)核是否滿足廣播同步接收條件，若滿足同步接收條件則進行廣播操作，否則暫停廣播操作并延后重試，直至完成廣播操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有超節(jié)點以及超節(jié)點控制器的眾核處理器的應(yīng)用方法，其特征在于，所述讀寫同步FIFO中存儲數(shù)據(jù)的RAM部分包括一個或多個堆棧，且所述堆棧的寫方法包括：當一個堆棧為空時，讀數(shù)據(jù)指針和寫數(shù)據(jù)指針都指向堆棧中的第一個存儲單元；當寫入一個數(shù)據(jù)時，寫數(shù)據(jù)指針將指向下一個存儲單元；經(jīng)過連續(xù)n-1個存儲單元的寫數(shù)據(jù)操作后，寫指針將指向最后一個數(shù)據(jù)單元，經(jīng)過連續(xù)n個存儲單元的寫數(shù)據(jù)操作后，寫指針將回到首單元并且顯示堆棧狀態(tài)為滿；當讀出一個數(shù)據(jù)時，讀數(shù)據(jù)指針將指向下一個存儲單元，經(jīng)過連續(xù)n-1個存儲單元的讀數(shù)據(jù)操作后，讀指針將指向最后一個數(shù)據(jù)單元，經(jīng)過連續(xù)n個存儲單元的讀數(shù)據(jù)操作后，此時讀指針回到首單元，堆棧狀態(tài)顯示為空，其中n為堆棧中的存儲單元數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有超節(jié)點以及超節(jié)點控制器的眾核處理器的應(yīng)用方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)仲裁器基于采用輪轉(zhuǎn)的優(yōu)先級來調(diào)整不同內(nèi)核對應(yīng)的輸出通道的優(yōu)先級，且針對任意當前優(yōu)先級來進行數(shù)據(jù)仲裁的步驟包括：首先判斷當前優(yōu)先級對應(yīng)的內(nèi)核的輸出通道的數(shù)據(jù)是否有效，如果數(shù)據(jù)有效，則直接輸出當前優(yōu)先級對應(yīng)的內(nèi)核的輸出通道的數(shù)據(jù)；否則，按照指定的順序判斷其余內(nèi)核的輸出通道的數(shù)據(jù)是否有效，并選擇輸出第一個有效的數(shù)據(jù)。