[发明专利]一种可重构系统配置控制器及其流水调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统的技术领域，特别是涉及一种可重构系统配置控制器及其流水调度方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对计算技术的速度和灵活性要求越来越高，可重构技术由于其能够利用软件编程实现算法到计算引擎的空间映射，使得通用集成电路在制成后仍具有定制能力，及时满足不同算法的需求，而得到越来越广泛的应用。

可重构系统计算过程中需要根据数据流图对可重构计算阵列进行配置。随着可重构系统面向应用的计算复杂日益提高，导致计算数据量和配置量大幅增加，如何压缩配置信息量，减少配置信息切换产生的功耗，提高运算速度成为可重构系统调度方法研究的重要内容。

在配置功耗方面，配置信息存储模块访问产生的功耗在可重构系统总功耗中占有较大比重。由于不同时段可重构系统计算阵列执行不同的计算，导致其配置信息及其配置量也不同。现有设计采用相同数据位宽读取不等长配置信息，导致配置信息无效读取，即读取的配置信息中包含无效内容，产生不必要的配置存储器访问功耗。

在配置性能方面，配置信息调度分为静态流水和动态流水两种方式。在静态流水调度中，等整个可重构计算阵列完成配置包解析及配置组重构后，才开始输入数据进行计算，配置包解析和配置组重构的延时对性能造成影响。在动态流水调度中，等部分可重构计算阵列(如一个计算单元行)完成配置组重构后，就开始输入数据执行计算，相比静态流水方式能够部分隐藏配置组重构的时间从而提高性能。但即使如此，配置包解析过程仍然等待上一轮计算完成之后才开始进行，配置包解析导致的延时仍然存在。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的可重构系统配置控制器及其流水调度方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的可重构系统配置控制器，包括：

配置存储模块：包括配置包存储器和配置组存储器，其中，配置包存储器用于存储配置包，配置组存储器用于存储配置组；

配置包解析模块：用于对配置包进行解析，解析生成配置组索引和配置组有效标志位，输出至配置组读取模块；

配置组读取模块：用于根据配置组索引和配置组有效标志位，从配置组存储器读取有效的配置组；

配置组重构模块：用于根据配置组的就位与否以及输入数据的就位与否，启动或停止计算阵列的重构过程和流水执行过程。

进一步，所述配置组中的每套配置信息包含多个算子的操作码，不同算子操作码根据该算子在计算过程中的重构概率的高低进行组织排序。

进一步，所述配置组存储器包括多个存储器，不同算子的操作码根据排序存储到多个存储器中；配置组读取模块在读取配置组过程中，根据配置组索引定位待读取的配置组存储器，只读取标志位有效的配置组存储器中的配置组。

本发明所述的可重构系统配置控制器的流水调度方法，包括以下步骤：

S1：配置控制器上电，重置；

S2：配置包解析模块对读取自配置包存储器的配置包进行解析，生成配置组索引和配置组有效标志位；

S3：配置组读取模块根据配置组索引和配置组有效标志位，从配置组存储器读取有效的配置组；

S4：配置组重构模块判断是否开始数据输入：如果是，则执行步骤S5；否则，则重新执行步骤S4；

S5：配置组重构模块对首级流水线进行配置组重构：如果完成首级流水线配置组重构，则执行步骤S6；否则，则重新执行步骤S5；

S6：配置组重构模块对首级流水线进行使能阵列的计算：如果开始数据输出或者已完成数据输入，则执行步骤S7；否则，则重新执行步骤S6；

S7：配置包解析模块判断是否还有后续数据流图的配置信息：如果有，则返回步骤S2；否则，则执行步骤S8；

S8：配置组重构模块判断是否完成数据输出：如果是，则结束；否则，则重新执行步骤S8。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1)降低了可重构系统功耗。配置组信息中的算子操作码在存储过程中按重构概率的高低进行组织排序，重构过程中根据任务的实际需求选择性的读取配置信息的有效部分。通过这种方式避免了配置信息读取中的无效操作，减小了可重构系统中配置信息读取导致的功耗开销。

2)提高了可重构系统的计算性能。在动态流水调度过程中，将配置包解析和配置组重构过程均隐藏于数据流图的计算过程当中，减少了数据流水空闲时间，提高了系统的计算性能。

附图说明