[發(fā)明專利]一種存算一體架構(gòu)的自適應(yīng)資源配置布局布線方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113407258A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐寧;梁媛
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F9/50;G06N3/00
• 代理公司: 武漢市首臻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種存算一體架構(gòu)的自適應(yīng)資源配置布局布線方法及系統(tǒng)，該方法先讀取包含邏輯門信息的blif網(wǎng)表文件，并設(shè)定由多個(gè)存算互換處理單元組成的存算一體架構(gòu)的初始值，然后采用模擬退火算法求解目標(biāo)函數(shù)，并結(jié)合A*算法執(zhí)行存算一體架構(gòu)的布局布線，得到各存算互換處理單元的最優(yōu)布局布線方式及其資源利用率，最后判斷各存算互換處理單元的資源利用率是否滿足要求，若滿足，則輸出存算一體架構(gòu)中存算互換處理單元的總數(shù)、關(guān)鍵路徑上存算互換處理單元的數(shù)量以及各存算互換處理單元的布局布線方式。本設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了存算一體架構(gòu)中硬件資源的自適應(yīng)分區(qū)，而且對資源分區(qū)提供了更細(xì)粒度的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種存算一體架構(gòu)的自適應(yīng)資源配置布局布線方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等應(yīng)用飛速發(fā)展，導(dǎo)致了應(yīng)用類型的分化，計(jì)算密集型和數(shù)據(jù)密集型的應(yīng)用，計(jì)算訪存特征不同，即使同一個(gè)應(yīng)用中，不同階段計(jì)算訪存特征差異也較大。由于硬件實(shí)現(xiàn)的固化性，傳統(tǒng)針對不同應(yīng)用多采用統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)，當(dāng)其針對不同類型應(yīng)用或同一應(yīng)用的不同階段時(shí)，效率可能出現(xiàn)急速下降。

隨著憶阻器器件的發(fā)展，非馮結(jié)構(gòu)的存算一體架構(gòu)被提出以解決上述問題。存算一體架構(gòu)通過在線配置實(shí)現(xiàn)同一電路單元在不同時(shí)刻具有計(jì)算、存儲和互連三個(gè)角色之一。通過設(shè)計(jì)算法，可以在線調(diào)整架構(gòu)中存儲和計(jì)算資源的比例，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型和計(jì)算密集型任務(wù)的高效處理。然而存算一體架構(gòu)與傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)在物理結(jié)構(gòu)上的顯著不同，導(dǎo)致現(xiàn)有針對傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)開發(fā)的布局布線算法無法適用于存算一體架構(gòu)的布局布線任務(wù)，這就限制了針對存算一體架構(gòu)的應(yīng)用程序的開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種能夠適用于存算一體架構(gòu)的自適應(yīng)資源配置布局布線方法及系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種存算一體架構(gòu)的自適應(yīng)資源配置布局布線方法，依次包括以下步驟：

步驟一、讀取包含邏輯門信息的blif網(wǎng)表文件，并設(shè)定由多個(gè)存算互換處理單元組成的存算一體架構(gòu)的初始值；

步驟二、采用模擬退火算法求解目標(biāo)函數(shù)，并結(jié)合A*算法執(zhí)行存算一體架構(gòu)的布局布線，最終得到各存算互換處理單元的最優(yōu)布局布線方式及其資源利用率，其中，所述目標(biāo)函數(shù)為代價(jià)Cost_i最小：

Cost_i＝(C-AG))XP(i)+CXR(i)

上式中，C為關(guān)鍵路徑的長度，A(i)為包含邏輯原語i的最長路徑長度，P(i)為邏輯原語i的放置代價(jià)，R(i)為邏輯原語i的路由代價(jià)，C_l為存算互換處理單元中使用的邏輯資源數(shù)量，C_i為存算互換處理單元中使用的互連資源數(shù)量，N_p為極大的正數(shù)，U_t為放置邏輯原語i的存算互換處理單元的資源利用率；

步驟三、判斷各存算互換處理單元的資源利用率是否滿足要求，若不滿足，則調(diào)整存算一體架構(gòu)中存算互換處理單元的數(shù)量后返回步驟二，若滿足，則輸出存算一體架構(gòu)中存算互換處理單元的總數(shù)、關(guān)鍵路徑上存算互換處理單元的數(shù)量以及各存算互換處理單元的布局布線方式。

所述步驟二依次包括以下步驟：

2.1、采用模擬退火算法生成存算一體架構(gòu)的初始布局，并通過A*算法生成所有網(wǎng)絡(luò)的路由路徑，得到初始代價(jià)；

2.2、在退火過程中求解目標(biāo)函數(shù)，并采用A*算法實(shí)現(xiàn)各存算互換處理單元的布局布線；

2.3、根據(jù)退火策略更新代價(jià)，更新溫度；

2.4、退火結(jié)束，得到各存算互換處理單元的最優(yōu)布局布線方式及其資源利用率。