[发明专利]一种粗粒度数据流架构中的数据复用和同步的方法、装置

说明书

本发明提供了一种粗粒度数据流架构中的数据复用和同步的方法、装置，该装置包括至少一个处理器，该处理器中包括：复制指令译码和运算模块，用于当该处理器中的一程序块中的数据需要被其他程序块使用时，在该需要被使用的数据所在的程序块中加入复制指令，以及用于复制指令的逻辑运算；同步指令译码和运算模块，用于当指向同一程序块的复制指令数量大于1时，在该程序块中加入同步指令，以及用于同步指令的逻辑运算；监视器模块，用于监视各个程序块接收到的复制指令包的数量。该方案可以使程序块之间自动地进行数据复用和同步的操作，减少了任务调度模块的工作，使得数据流架构中的程序运行地更为高效。

技术领域

本发明涉及计算机体系结构领域，尤其涉及一种数据流框架中，针对粗粒度的数据复用和同步的方法及其装置。

背景技术

粗粒度的数据流架构主要通过编程模型来实现处理器核之间的数据依赖和程序块调度。在粗粒度数据流结构中，程序被划分为多个程序块，程序块之间通过数据相关建立依赖关系，不同的数据块构成了数据流图。粗粒度数据流架构通过任务调度模块将满足依赖条件的程序块调度到空闲的处理器核上，程序块执行结束后更新数据流图中的数据依赖关系，并将可以执行的新的程序块调度到空闲处理器核上执行。在粗粒度数据流结构中，不同的核可能在同一个芯片中，也可能在不同芯片中，每个处理器核的执行模式与控制流处理器一致。典型的粗粒度数据流架构有欧洲的Teraflux Project和Intel的Runnemede架构。

由于程序块之间是有数据依赖的，往往前一个程序块执行完之后，下一个程序块才可以被调度。这种粗粒度的数据流结构的实现，需要通过任务调度模块实时地调度程序块，并且要维护数据流图的数据依赖关系，这使得处理器核可能有很多时间是空闲的，特别对于处理器核的规模非常庞大的情况下，只由一个或几个任务调度模块进行调度往往无法充分利用处理器核的性能。

我们提出了一种粗粒度数据流架构中的数据复用和同步的方法，这种方法可以使程序块之间自动地进行数据复用和同步的操作，而减少了任务调度模块的工作，使得数据流架构中的程序运行地更为高效。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种粗粒度数据流架构中的数据复用和同步的方法及其装置。本发明的技术方案中，实现数据复用和同步机制需要增加专用的指令，并在代码按照规则插入专用指令；而且需要在硬件结构中增加逻辑：每个处理器核中添加一个同步控制表，以及增加专用指令译码和发射的控制逻辑。具体而言，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种粗粒度数据流架构中的数据复用和同步的方法，该方法包括：

步骤1、在多个程序块中，当一程序块中的数据需要被其他程序块使用时，在该需要被使用的数据所在的程序块中加入复制指令；当指向同一程序块的复制指令数量大于1时，在该程序块中加入同步指令；其中，标注发送复制指令的程序块为父节点，接受复制指令的程序块为子节点；

步骤2、监视各个程序块接收到的复制指令的数量、该程序块对应的各个父节点的复制指令数量，当所述接收到的复制指令的数量与所述各个父节点的复制指令数量相等时，运行该程序块；

步骤3、当所述步骤2中的程序块运行完，若该程序块中包含所述同步指令，则发射该同步指令。

优选的，所述复制指令用于将本程序块访问或计算得到的数据传输给其他的程序块使用。

优选的，所述复制指令包括：需要传输的数据、数据要送达的程序块的id、该程序块所在的处理器核的id，以及数据要放置到的寄存器或内存的地址。

优选的，所述同步指令包括：同步指令想要传送到的目的地的处理器的id、程序块的id，以及标注发送所述同步指令的程序块是父节点的第几个孩子节点。