[发明专利]满足SystemC语法要求的多核处理器及获得其执行代码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多核处理器，尤其是一种满足SystemC事务处理级语法要求的多核处理器及获得其执行代码的方法。

背景技术

在现有计算机系统中，基于操作系统实现了多个线程的并行执行。同时执行多个线程的设计方法符合人类的基本思维方式，也符合客观世界并行发展和进行的基本原理。

在多核处理器技术出现以前，计算机软件系统本质上是串行执行的。在多核处理器出现以前，现场可编程门阵列(FPGA)是技术人员使用最广泛的天然并行的大规模集成电路。人类使用FPGA已经很多年，主要应用为快速ASIC原型验证以及成本不敏感的应用如蜂窝基站。这种精细的门阵列的每一个处理单元(PE)通常为若干(如2、4或8)比特存储元件和若干(比如4、5或6)输入查找表。

随着集成电路工艺的进步，硅成本越来越低，集成度越来越高，一个芯片内多个处理器核的多核处理器时代已经来临。

多核片上系统(SoC)的出现为人们带来了新一代的并行处理器件。多核片上系统的核心是多核处理器，从发展角度划分，多核处理器可以分为两类：

(1)第一类多核处理器不改变现有的顺序执行的设计流程和编程模式，而只是采用更先进的编译技术来适应多核的架构。

多核在这里起的作用是代替单核提供了更多的计算功能。目前多数的处理器，无论是单核还是多核，都采用顺序执行的编程模型。在这种模型下，为了支持多任务，人们引入了支持多任务的操作系统。操作系统为人们进行多任务编程和并行执行代码提供了途径。但是，在存在操作系统和多个任务并行存在的情况下，整个嵌入式系统变得十分复杂，调试难度与单核单任务相比大大增加。一种调试方式为断点调试。当处理器执行到断点处暂停执行时，外部输入条件仍然可能发生变化，因为处理器暂停，错误发生的条件可能不能再现。另外一种调试方式为采用打印，将可能出错的地方打印出来，而打印的结果可能非常繁多，错误难以定位。而且一旦处理器执行出错，可能在错误发生前打印本身已经不能工作。引入了操作系统后的另外一个问题是处理器的空闲运转导致的电量浪费。由于有多个任务，虽然外设可以根据需要进行停止，处理器在什么时候应该进入节电模式以及从节电模式中恢复变得难以确定，从而导致电量浪费。据统计，由于上述原因，造成大约一半的嵌入式系统项目失败。

(2)第二类处理器采用并行的语言和编程模式，根据并行语言和编程模式的需要来设计其架构。采用这种方式设计的多核处理器能够与并行语言紧密配合，有望克服第一类处理器调试困难和电量浪费的缺点。

然而，目前的多核处理器都属于第一类，而第二类处理器仍然处于发展初期。从计算机科学的角度看，其主要原因是并行语言如OCAR、SISAL和PCN等尚未成熟。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的多核处理器的不足，提供一种满足SystemC事务处理级语法要求的多核处理器(SystemC Native Array Processor，SNAP)及获得其执行代码的方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多核处理器，包括：多个用于交换数据的交换单元连接形成的阵列，多个用于数据处理的处理单元与所述交换单元连接；连接在相邻的所述处理单元之间的用于相邻处理单元之间同步和数据共享的本地资源单元，和与所述交换单元连接的至少一个用于所有处理单元之间同步和数据共享的全局资源单元。

优选地，所述处理单元包括处理器核或处理器以及与该处理器核或处理器连接的处理器暂停控制单元和交换单元适配器；所述交换单元适配器与所述交换单元连接。

优选地，所述处理器暂停控制单元包括处理器暂停和恢复运行条件寄存器；该处理器暂停和恢复运行条件寄存器与所述本地资源单元连接。

优选地，所述本地资源单元包括至少一个瞬时事件单元、至少一个可记忆事件队列、至少一个互斥量单元、至少一个信号量单元和至少一个双向的输入输出队列。

优选地，所述瞬时事件单元包括：按照SystemC语法的sc_event.notify()、sc_event.cancel()函数代码实现的逻辑电路，该逻辑电路用于向与本地资源单元A16连接的相邻处理单元发送激活处理器的信号和从该处理单元接收取消事件的信号。