[发明专利]并行存取装置和方法以及芯片

说明书

本发明实施例公开了一种并行存取方法和装置以及芯片，可用于实现集成电路技术领域中数据的并行存储或读取操作。通过地址生成器为多个车道生成目标地址，车道按照目标地址访问RAM存储器中相应的存储位置，并行进行数据存取操作。本发明中的地址生成器在为车道生成目标地址时，使用车道步长生成单元来生成车道步长，其中车道步长为步长的K倍，且在同一条SIMD控制指令控制下，生成的车道步长不同，以此来确保地址生成单元生成的目标地址不会构成访问冲突。因此，本发明能够保证在车道并行无冲突访问存储器的前提下降低相关硬件的功耗，同时还缩短了进行数据并行存取操作的整体耗时。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种并行存取装置和方法以及芯片。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，集成电路设计得到了广泛应用，越来越多的电子设备进入了人们的日常生活，不仅给人们的日常生活带去了便利，同时也进一步促进了科技的创新与研发。在集成电路设计领域，数据存取是其中的一项十分重要的技术。处理器对数据的存取通过装载(load)指令和存储(store)指令来访问存储器，当处理器需要使用存储器中的数据时，使用装载指令将位于存储器中相应地址的数据装载到相应的寄存器中，当处理器需要存储数据时，使用存储指令将位于相应寄存器中的数据存储到存储器中的相应地址。

在多媒体、大数据、人工智能等应用场景中，经常需要使用数据并行算法，如神经网络中需要同时对多个矩阵进行并行运算，这种并行是指需要对大量数据集进行同时操作。对大量数据集进行同时操作，也就需要对大量数据集进行并行同时存取。在多媒体、大数据、人工智能等应用场景中大多采用SIMD技术来进行并行处理，SIMD(SingleInstruction Multiple Data)即单指令流多数据流技术，是一种采用一个控制器来控制多个处理器，从而实现空间上的并行性的技术。简单来说就是一个控制指令能够同时并行处理多个数据。SIMD扩展部件负责访存、计算等操作的功能单元均支持多个并行子单元的同时处理，因此一条SIMD扩展指令可一次性操作多个元素，这些并行子单元被称为车道。而在并行处理中，常常会出现两个或多个车道指向内存中完全相同的位置的情况，即存在地址访问冲突。现有技术通常采用设置冲突检测装置的方式来解决访问冲突的问题，通过冲突检测装置来对涉及访问冲突的车道的访问请求进行仲裁。以这样的方式进行数据的并行存取不仅效率低下，而且相关硬件功耗较高、数据存取耗时长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种并行存取装置和方法以及芯片，以解决集成电路中通过冲突检测的方式来解决访问冲突造成的数据存取操作效率低下，相关硬件功耗高，数据存取耗时长的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种并行存取装置，该装置包括存储器和M个车道，存储器中包括多个存储组，其中，存储组的数量不小于车道的数量M，M为不小于2的整数；该装置还包括立即数堆和地址生成器，立即数堆连接地址生成器，地址生成器连接每个车道，每个车道与每个存储组均相连；

立即数堆用于提供地址生成信息和步长，该步长为奇数；

地址生成器用于接收SIMD控制指令和车道信息以及地址生成信息，并为车道生成目标地址；该车道信息包括步长；地址生成器包括车道步长生成单元以及地址生成单元，其中：

车道步长生成单元用于根据SIMD控制指令和车道信息生成车道步长，该车道步长为步长的K倍，K为整数，K的取值范围为[N,M+N-1],N为不小于0的整数；

地址生成单元用于根据控制指令将地址生成信息和车道步长求和，并根据控制信息将得到的和值作为目标地址输出至相应的车道；

M个车道用于根据各自的目标地址访问对应的存储组，并行进行存取操作。