[發(fā)明專利]一種高效計(jì)算裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211131027.5
• 申請(qǐng)日: 2022-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN115525599A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李樹青;王江;孫華錦;王明明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東云海國(guó)創(chuàng)云計(jì)算裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78;G06F13/40;G06F13/16
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆;張?jiān)?/td>

1.一種高效計(jì)算裝置，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置用于接收外部設(shè)備直接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并外部存儲(chǔ)器讀取參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，將運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)寫入外部存儲(chǔ)器；

片上互聯(lián)總線，所述片上互聯(lián)總線用于所述計(jì)算裝置與存儲(chǔ)控制器以及外設(shè)控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)流交互；所述存儲(chǔ)控制器連接有外部存儲(chǔ)器，所述外設(shè)控制器連接有外部設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置還用于支持多個(gè)外部設(shè)備或一個(gè)外部設(shè)備的多個(gè)任務(wù)，允許將數(shù)據(jù)讀取任務(wù)下發(fā)給外部設(shè)備的順序與數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算裝置的順序不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置內(nèi)部還包括內(nèi)部緩存模塊，所述內(nèi)部緩存模塊用于數(shù)據(jù)接收的地址空間的大小，允許外部設(shè)備返回?cái)?shù)據(jù)的延時(shí)有抖動(dòng)以及外部存儲(chǔ)的讀取寫入操作有延時(shí)和抖動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述外部設(shè)備用于將數(shù)據(jù)直接寫往計(jì)算裝置，由計(jì)算裝置進(jìn)行讀取及運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)寫入外部存儲(chǔ)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置采用主動(dòng)調(diào)度的方式從外部存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置內(nèi)部設(shè)有至少一個(gè)任務(wù)上下文存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)任務(wù)，用于支持多個(gè)并發(fā)的任務(wù)，共享一組任務(wù)上下文信息，其中，下發(fā)給外部設(shè)備一個(gè)命令或者一連串關(guān)聯(lián)命令所對(duì)應(yīng)的行為作為一個(gè)任務(wù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置上設(shè)有與片上互聯(lián)總線連通的總線接口，總線接口包括主總線接口和從總線接口，用于提供配置寄存器以及土工地址范圍用來(lái)接收外部設(shè)備寫入的數(shù)據(jù)，其中，地址范圍為虛擬地址空間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，所述虛擬地址空間被分為N份，N等于計(jì)算裝置支持的最大并行任務(wù)數(shù)，每一個(gè)任務(wù)占用一段獨(dú)立的地址空間，空間大小是一個(gè)任務(wù)的最大數(shù)據(jù)大小，其中，虛擬地址空間占用總線上一段連續(xù)的地址空間。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，當(dāng)外部設(shè)備將一段數(shù)據(jù)寫入上述地址空間時(shí)，所述計(jì)算裝置用于根據(jù)數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)命中的地址范圍，查找到該地址對(duì)應(yīng)的任務(wù)；從任務(wù)上下文存儲(chǔ)模塊中獲取任務(wù)參數(shù)，并設(shè)置計(jì)算模塊；從任務(wù)上下文存儲(chǔ)模塊中獲取數(shù)據(jù)映射表；獲取該數(shù)據(jù)地址在當(dāng)前任務(wù)對(duì)應(yīng)的地址空間中的偏移量；采用偏移量在數(shù)據(jù)映射表中的對(duì)應(yīng)位置查找到參與運(yùn)算的另一個(gè)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的位置；從所述位置讀取參與數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)與來(lái)自外部設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)一起運(yùn)算。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效計(jì)算裝置，其特征在于，任務(wù)上下文的配置由調(diào)度器完成，調(diào)度器為一個(gè)硬件邏輯電路或者CPU；任務(wù)上下文的配置的方法包括以下步驟：

調(diào)度器獲取當(dāng)前空閑的任務(wù)上下文，當(dāng)任務(wù)上下文在調(diào)度器中管理和分配時(shí)，則調(diào)度器從調(diào)度器本地管理的資源池中獲取空閑的資源，當(dāng)在計(jì)算裝置中管理和分配時(shí)，則調(diào)度器向計(jì)算裝置申請(qǐng)資源；

調(diào)度器根據(jù)獲取到的任務(wù)上下文編號(hào)，確定該任務(wù)使用的虛擬地址空間范圍；

調(diào)度器將任務(wù)參數(shù)配入指定的任務(wù)上下文模塊，將參與運(yùn)算的另一個(gè)數(shù)據(jù)所在內(nèi)存的位置配入數(shù)據(jù)映射表；

配置完成后，調(diào)度器將所獲取的虛擬地址空間范圍作為數(shù)據(jù)的接收地址，向外部設(shè)備發(fā)送讀取命令；

外部設(shè)備收到讀取命令，將數(shù)據(jù)寫往命令中指定的接收地址，數(shù)據(jù)命中計(jì)算裝置的數(shù)據(jù)接收地址；

計(jì)算裝置按照內(nèi)容從任務(wù)上下文中獲取信息，從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)放入外部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)緩存，經(jīng)過(guò)計(jì)算裝置進(jìn)行計(jì)算，再將結(jié)果寫入外部存儲(chǔ)器；

當(dāng)前任務(wù)的地址范圍接收的數(shù)據(jù)量等于該任務(wù)的總大小時(shí)，當(dāng)前任務(wù)結(jié)束，計(jì)算裝置或者調(diào)度器回收該任務(wù)上下文，以分配給下一個(gè)任務(wù)。