[发明专利]基于令牌任务调度策略的FFT加速器装置

说明书

一种基于令牌任务调度策略的FFT加速器装置，包括：FFT加速器，用来控制逻辑完成批量1维FFT运算的控制，给总线控制器发送读写控制参数；总线控制器，根据FFT加速器控制模块的参数，产生读/写DDR存储器或片内SMC存储器的控制信号；FFT计算阵列，包括两个单存储器结构的FFT‑PE；数据通路和命令通路异步处理单元，用来将TeraNet数据主机端口协议转换为内部DMA总线协议，将TeraNet命令从机端口协议转换为内部Pbus总线协议；将两个FFT‑PE中四组存储体访问权限设置为令牌，读部件、写部件、FFT‑PE1执行部件和FFT‑PE2执行部件作为四个功能部件根据令牌对四组存储体进行操作。本发明具有能够降低功能部件等待开销、缩短FFT算法执行时间、提高FFT加速器性能等优点。

技术领域

本发明主要涉及到微处理器结构与芯片设计领域，特指一种在DSP芯片上的基于令牌任务调度策略的FFT加速器装置。

背景技术

快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transformation)是离散傅里叶变换DFT(Discrete Fourier Transformation)的一种快速实现方法，利用复指数常数的周期性、共轭对称性和可约性的特性，将信号序列x(n)的排列次序按规律重排，最终分解成一些短序列进行运算。FFT的计算复杂度由DFT算法的O(n²)降低到O(nlogn)。FFT的出现使得DFT在理论分析和现实生活中得到了更广泛的应用。在理论计算和分析上，FFT算法应用于频谱分析、快速卷积、快速相关、大整数乘法计算等，同时，FFT是数字信号处理领域不可缺少的工具之一，它将一种信号从时域变换到频域，从而在频域上能够容易分析出信号的相关特征。在信号处理领域，FFT应用到数字通信、语音信号处理、图像处理、功率谱估计、雷达领域等。

然而，在某些特殊场合，要求的信号处理速度极高，对FFT算法的性能、功耗和效率都提出更高要求，使用通用的数字信号处理器(DSP)芯片或者CPU芯片很难满足上述需求。因此，在一些DSP芯片上集成了专用于FFT算法的硬件单元，这种芯片将相应的FFT处理算法使用定制专用逻辑实现，无需进行编程，例如TI C55X系列DSP芯片包含一个紧耦合FFT加速器(称为HWAFFT)，通过使用加速器指令实现FFT加速器与C55X DSP通讯，该FFT加速器支持32位定点格式8点到1024点的实数和复数FFT计算。

在FFT加速器中，通常会采用任务级并行策略来提高计算性能、缩短计算延时，多个功能部件之间需要对任务进行调度。同时，这些功能部件还需要根据任务完成情况进行同步操作。如何有效调度和协调各个功能部件的任务成为FFT加速器性能提升的关键。传统基于栅栏的任务同步和调度方式在相邻两个同步点之间是以执行时间最长的任务为度量的，其余的功能部件需要进行等待。然而，不同配置、执行环境下，各个功能部件完成任务的执行时间是变化的，基于栅栏的任务同步和调度策略产生额外的等待开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够降低功能部件等待开销、缩短FFT算法执行时间、提高FFT加速器性能的基于令牌任务调度策略的FFT加速器装置

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于令牌任务调度策略的FFT加速器装置，包括：

FFT加速器，用来控制逻辑完成批量1维FFT运算的控制，给总线控制器发送读写控制参数，协调FFT-PE之间的计算与数据传递；

总线控制器，用来根据FFT加速器控制模块的参数，产生读/写DDR存储器或片内SMC存储器的控制信号；