[发明专利]兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置

说明书

本发明提出一种兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置，包括：输入数据存储单元，用于存储输入的计算数据；指令存储单元，用于存储专用指令，专用指令对应的专用计算库及通用指令；指令解析单元，对专用指令或通用指令进行解析，以转换成内部指令编码；可重构多级控制单元，根据内部指令编码，输出相应的多级流水计算命令；可重构多级计算单元，用于根据多级流水计算命令对计算数据执行相应的通用计算或专用计算，并输出相应的计算结果；输出数据存储单元，用于存储计算结果。本发明可以作为DSP处理器的协处理器，或单独作为加速计算核，提高通用计算能力的同时加快了专用算法，有效利用了硬件资源，具有极大的应用范围。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，特别涉及一种兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置。

背景技术

在数字信号处理领域，经常需要进行某种专用算法的大量数据计算，比如FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换)、FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应)、矩阵计算等。由于通用DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)处理器的局限性，在专用算法下，效率不高，影响了通用DSP处理器的计算速度。但是通用DSP处理器的通用计算指令扩展了DSP计算的多样性和通用性。专用算法处理器虽然对于专用算法，计算速度很快，但是限制了算法，在非专用算法的应用期间，无法使用，浪费了计算性能。

现有的可重构计算装置，针对多种算法实现可重构，在需要特定算法计算时，修改寄存器配置等，重构计算单元的组成方式，完成特定算法的快速计算。但其本质上还是专用算法，在通用DSP没有特定算法时，不能工作，浪费了计算性能。这些问题是由于这个可重构计算装置的实际应用场景还是比较单一，缺少对通用性的支持。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置，该装置可以作为DSP处理器的协处理器，或单独作为加速计算核，提高通用计算能力的同时加快了专用算法，有效利用了硬件资源，具有极大的应用范围。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置，包括：输入数据存储单元，用于存储输入的计算数据；指令存储单元，用于存储专用指令，专用指令对应的专用计算库及通用指令；指令解析单元，对所述指令存储单元中存储的专用指令或通用指令进行解析，以将专用指令或通用指令转换成内部指令编码，并发送给可重构多级控制单元；所述可重构多级控制单元，用于根据所述内部指令编码，进入对应的多级状态机中，并输出相应的多级流水计算命令至可重构多级计算单元；所述可重构多级计算单元分别与所述输入数据存储单元和可重构多级控制单元相连，用于根据所述多级流水计算命令对所述计算数据执行相应的通用计算或专用计算，并输出相应的计算结果；输出数据存储单元，与可重构多级计算单元相连，用于存储所述计算结果。

另外，根据本发明上述实施例的兼顾通用指令和专用指令的可重构计算装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述可重构多级计算单元用于：当待处理指令为通用指令时，对所述计算数据执行对应于所述通用指令的并行计算或多级流水计算；或者当待处理指令为专用指令，对所述计算数据执行对应于所述专用指令的多级批计算。

在一些示例中，所述输入数据存储单元用于根据所述计算数据的地址，通过DMA从DDR中读取所述计算数据，并存储所述计算数据。

在一些示例中，所述输出数据存储单元用于根据所述计算结果对应的地址，通过DMA将所述计算结果写回到DDR。

在一些示例中，所述专用指令的专用计算库通过所述可重构多级控制单元可识别的内部指令编码组合得到。

在一些示例中，所述可重构多级控制单元包括输入数据、数据计算及输出数据的三级流水。