[发明专利]结合基于微处理器的计算机系统使用的包括可重构核心逻辑的逻辑器件

说明书

相关专利申请的交叉引用

本发明要求2004年11月19日提交的申请号为10/992,871、题为“结合基于微处理器的计算机系统使用的包括可重构核心逻辑的逻辑器件”的美国专利的优选权，在此特别并入其全文作为参考。

技术领域

本发明大体上涉及基于微处理器的计算机系统领域。更确切地说，本发明涉及结合基于微处理器的计算机系统使用的包括可重构核心逻辑的逻辑器件。

背景技术

当前，利用例如微处理器等的高密度逻辑器件的计算机系统通常需要结合使用通常被称为“核心逻辑”的某形式的芯片组。该核心逻辑的用途在于执行计算机所需要的功能，但并非必须由微处理器本身提供。这些功能的实例是显示器、外围输入/输出(I/O)访问和主存储器访问。显然，这三个功能各自所需的性能水平将根据特殊应用大大变化。正因为如此，几乎每一种微处理器都存在多种芯片组，提供各种各样的性能组合及价格点。此外，由于任何特定的微处理器会有有限的功能性以及有限的外部带宽，则核心逻辑的功能是通过经由前端总线(FSB)的可用微处理器互联带宽提供所有剩余的所需功能。

发明内容

与所有当前可用的展现确定功能的标准核心逻辑不同，如果开发出含可重构逻辑的核心逻辑，其功能性可根据各种需要(need-by-need basis)变化，同时消除与制造多个不同的专用的芯片组相关的高开发成本。例如，这种核心逻辑可通过重新分配引脚和门电路来分割固定的可用带宽，用于支持内存密集型应用的分割与用于支持显示密集型应用(display intensive application)的分割不同。对于I/O密集型应用它也可执行不同的组合。

例如，如果某人打算选择使用PCI Express X8而不是PCI ExpressX4，通过向特定的I/O功能分配两倍数量的引脚可能得到基本上两倍的带宽。另一个例子是再次重新分配引脚，与单通道控制器相反，执行用于需要最大内存带宽的应用的双通道存储控制器。也可能不设计和制造新的芯片而执行常规接口，例如SRC Computers SNAP^TM，或者还未知的I/O标准。

可通过在装配主板时的固定方式或根据动态应用(application-by-application basis)完成这些部件的重构。首先，用户或主板制造商将决定需要什么接口组合。方便地，在此步骤之前，所有现有接口可以归纳到电路″宏指令″库。第二步是然后从该库中选择适当的宏。第三，可运行布局布线程序以实际产生将并入所需宏组的电路。这个过程的输出将是二进制配置文件。第四，该文件将被直接载入可重构核心逻辑或相邻配置可编程只读存储器(PROM)中。然后可以启动该可重构核心逻辑，使其装载配置文件以备使用。

除了该端口可重构性能之外，还可能在核心逻辑中执行各种功能。例如，假设需要非线性存储数据存取模式。在目前的标准系统中，必须从存储器中检索用于每一所需元素的高速缓存线。这很可能意味着，例如，与实际所需的数据相比处理器必需读取多于16倍的数据。现今的核心逻辑不得不这样做，因为其功能性必须在设计时确定。反过来，这给用于各种应用的设计方法施加了压力，因而阻碍对特定应用的最优化。

另一方面，根据本发明的公开内容，如果核心逻辑中例示了参数化数据预取功能单元，那么从处理器传递到该参数化数据预取功能单元中的参数能够使其改变其电路功能性，并以非线性、特定应用方式访问存储器，而后仅提取和压缩处理器所需的数据。那么对于该例子这将在带宽效率方面产生多达16×的提高，而可以根据(based off)从处理器接收到的数据读取命令实现。如果核心逻辑的所有或至少部分可重构，可实现这一点。

尽管用非可重构逻辑也可能实现至少一部分这种操作功能性选择，然而电路必需预先被确定并且在设计芯片时被设定。此外，与仅简单提供一组可重构的门电路相反，由于必需在门电路中实现所有需要的选项，所以将使用更多逻辑。根据目标应用，数据预取和数据存取功能单元的补码可完全不同，并且甚至可包括数学功能。而且，提供和使用根据本发明的可重构核心逻辑芯片组允许该补码在主板装配(board build)时被设定，或根据应用被重构。