[发明专利]使用硬件加速高效地扫描数据库的系统和方法

说明书

本公开涉及使用可编程逻辑器件(PLD)来加速数据库操作的计算机实现的系统和方法。在一个实现方式中，一种将PLD用于数据库扫描操作的方法可以包括：从用户接收对数据库执行的查询；基于查询来配置硬件配置指令，并且将硬件配置指令发送到至少一个可编程逻辑器件(PLD)，以根据硬件配置指令来配置PLD；将查询发送至经配置的PLD，以针对数据库执行查询；响应于查询，从PLD接收结果；以及将结果输出给用户。

技术领域

本公开总体上涉及数据库操作和可编程逻辑器件的领域。更具体地并且非限制性地，本公开涉及将可编程逻辑器件高效地用于数据库扫描操作的计算机实现的系统和方法。本文公开的系统和方法可以用于各种应用，诸如关系数据库(例如，结构化查询语言(SQL)数据库等)、图形数据库(例如，ArangoDB查询语言(AQL)数据库、另一NoSQL数据库等)或任何其它数据库结构。

背景技术

针对包括比较的操作(诸如数据库操作)，现场可编程门阵列(FPGA)和其它可编程逻辑器件(PLD)通常比常规处理硬件(诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等)更高效。然而，FPGA和其它PLD通常是针对特定功能定制设计的。此外，许多PLD是在执行时配置的，由于将数据库传送至PLD的片上存储器和片外存储器的长延迟，因此弱化了使用PLD的好处。

发明内容

在一些实施方式中，一种将可编程逻辑器件(PLD)用于数据库扫描操作的系统可以包括被配置成存储指令的至少一个存储器以及被配置成执行所述指令以使所述系统执行操作的至少一个处理器。所述操作可以包括：从用户接收对数据库执行的查询；基于所述查询来配置硬件配置指令；以及将所述硬件配置指令发送到至少一个可编程逻辑器件(PLD)，以根据所述硬件配置指令来配置所述PLD。所述操作还可以包括：将所述查询发送至经配置的PLD，以针对所述数据库执行所述查询；响应于所述查询，从所述PLD接收结果；以及将所述结果输出给所述用户。

在一些实施方式中，一种将可编程逻辑器件(PLD)用于数据库扫描操作的方法可以包括以下步骤：从用户接收对数据库执行的查询；使用至少一个处理器，基于所述查询来配置硬件配置指令；以及将所述硬件配置指令发送到至少一个可编程逻辑器件(PLD)，以根据所述硬件配置指令来配置所述PLD。所述方法可以进一步包括：将所述查询发送至经配置的PLD，以针对所述数据库执行所述查询；响应于所述查询，从所述PLD接收结果；以及将所述结果输出给所述用户。

在一些实施方式中，非暂时性计算机可读存储介质可以存储能够由一个或更多个处理器执行以使所述一个或更多个处理器执行将可编程逻辑器件(PLD)用于数据库扫描操作的方法的指令集。所述方法可以包括以下步骤：从用户接收对数据库执行的查询；基于所述查询来配置硬件配置指令；以及将所述硬件配置指令发送到至少一个可编程逻辑器件(PLD)，以根据所述硬件配置指令来配置所述PLD。所述方法还可以包括：将所述查询发送至经配置的PLD，以针对所述数据库执行查询；响应于所述查询，从所述PLD接收结果；以及将所述结果输出给所述用户。

本公开的附加目的和优点将在下面的详细描述中部分地阐述，并且部分地根据该描述将是显而易见的，或者可以通过本公开的实践来学习。本公开的目的和优点将借助于所附权利要求中具体指出的要素(element)和组合来实现和获得。

应理解，前面的总体描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，并且不限制所公开的实施方式。

附图说明

包括本说明书的一部分的附图例示了多个实施方式，并且与说明书一起用于解释所公开的实施方式的原理和特征。在附图中：

图1是根据本公开的实施方式的现场可编程门阵列(FPGA)中的基元(primitive)的示意图。

图2是根据本公开的实施方式的用于将数据库传送至可编程逻辑器件(PLD)并且用于配置PLD以对所传送的数据库执行查询的示例性架构。