[發(fā)明專利]一種多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114579507A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊成勇
• 申請（專利權(quán)）人: 成都北中網(wǎng)芯科技有限公司
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173;G06F15/80
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

1.一種多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，該方法包括硬件改進(jìn)和軟件改進(jìn)，

硬件上：

原子計算指令總線和其他傳輸數(shù)據(jù)的總線分離；

原子計算模塊和每個處理器都有一個入口和一個出口，各個處理器的原子計算操作的延時不受其他處理器影響；

軟件上：原子計算操作包括全局統(tǒng)計操作、原子鎖操作和全局變量操作；

全局統(tǒng)計操作：每個處理器處理的報文的字節(jié)數(shù)量都通過原子計算模塊累加到某個全局計數(shù)器里，原子計算模塊將累加結(jié)果返回每個處理器，使每個處理器知道累加當(dāng)前報文后的全局計數(shù)器的最新值；

原子鎖操作：多個處理器同一個cycle可能搶同一個spinlock，原子計算模塊需在同一個時刻完成原子鎖的分配和信息還回；

全局變量操作：多個處理器需同時修改同一個變量的不同域，原子計算模塊需要合并這些操作，并向各處理器還回這個變量最新值。

2.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，原子計算指令總線位寬控制在16bit位寬，在一個時鐘周期合并幾十～幾百個處理器的原子計算，并同時返回各個處理器的原子計算結(jié)果。

3.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，單個處理器并發(fā)多個命令，多個命令的計算結(jié)果采用時分復(fù)用方式寫入寄存器里。

4.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，原子計算操作的延時在8個時鐘周期左右。

5.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，處理器和原子計算模塊采用原子計算指令總線直接相連的方式，總線上沒有仲裁節(jié)點。

6.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，每個處理器的原子操作都走原子計算指令總線，原子計算模塊在同一個時鐘周期合并處理多個處理器的原子操作請求。

7.如權(quán)利要求1所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，當(dāng)多核數(shù)量達(dá)到100個以上時，且原子操作不是加減運(yùn)算時，原子操作的位寬設(shè)計為32bit位寬。

8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，每一個時鐘周期，每個處理器都有可能發(fā)出這三類操作，原子計算模塊需要合并多路輸入，在一個cycle里，或者在多個cycle里以流水線處理方式還回結(jié)果給各個處理器。

9.如權(quán)利要求1-7任一項所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，原子計算模塊線速處理每個處理器的請求命令，并在固定時間點還回結(jié)果給各個處理器，即每個時鐘周期都能輸出原子計算結(jié)果給各個處理器。

10.如權(quán)利要求1-7任一項所述的多核架構(gòu)下實現(xiàn)快速計算與快速同步的方法，其特征在于，所述全局變量操作中，如果多個核在同一個時刻操作同一個變量的同一個域，操作的結(jié)果就是多個處理器請求的合并處理的結(jié)果。