[发明专利]多线程自调度可重新配置计算架构的执行控制

说明书

揭示用于可配置计算的代表性设备、方法及系统实施例。代表性系统包含互连网络；处理器；及多个可配置电路集群。每一可配置电路集群包含：多个可配置电路，其布置成阵列；同步网络，其耦合到所述阵列的每一可配置电路；及异步分组网络，其耦合到所述阵列的每一可配置电路。代表性可配置电路包含：可配置计算电路；及配置存储器，其具有：第一指令存储器，其存储用以配置所述可配置计算电路的数据路径的多个数据路径配置指令；及第二指令及指令索引存储器，其存储用于主同步输入、当前数据路径配置指令及下一可配置计算电路的下一数据路径配置指令的选择的多个辐条指令及数据路径配置指令索引。

相关申请案的交叉参考

此申请案是2018年3月31日申请的发明者是托尼M.布鲁尔(Tony M.Brewer)的标题为“多线程自调度可重新配置计算架构的执行控制Execution Control of a(Multi-Threaded,Self-Scheduling Reconfigurable Computing Fabric)”的第62/651,135号美国临时专利申请案的非临时案且主张所述美国专利申请案的权益及优先级，所述美国专利申请案随本文一起共同转让，且其全部内容以如同在本文中作为一个整体陈述的相同的完全效力及效果特此以全文引用方式并入本文中(下文称为“相关申请案”)。

技术领域

本发明大体上涉及可配置计算电路系统，且更特定来说，涉及异构计算系统，其包含具有嵌入式互连网络、动态重新配置及对能量或功耗的动态控制的可配置计算电路系统。

背景技术

在计算速度、能量(或功率)消耗及相关联散热方面，许多现有计算系统已经达到了计算处理能力的显著极限。举例来说，随着对先进计算技术的需求的增长，现有计算解决方案越来越不足以适应例如人工智能及其它重要的计算应用。

因此，持续需要一种能够为计算密集型内核提供高性能及高能效解决方案的计算架构，例如用于在感测、通信及分析应用(合成孔径雷达、5G基站)及图形分析应用(例如使用光谱技术、机器学习、5G联网算法及大模板代码的图形聚类)中使用的快速傅里叶变换(FFT)及有限脉冲响应(FIR)滤波器的计算，举例来说而无限制。

还持续需要一种能够针对这些各种应用中的任一者进行配置，但最重要的是，还能够进行动态自配置及自重新配置的可配置计算架构。

发明内容

如下文更详细论述，代表性设备、系统及方法提供一种能够为计算密集型内核提供高性能及高能效解决方案的计算架构，用于在感测、通信及分析应用(合成孔径雷达、5G基站)及图形分析应用(例如使用光谱技术、机器学习、5G联网算法及大模板代码的图形聚类)中使用的快速傅里叶变换(FFT)及有限脉冲响应(FIR)滤波器的计算，举例来说而无限制。

显著地，各种代表性实施例提供一种能够针对这些各种应用中的任一者进行配置，但最重要的是，还能够进行自调度、动态自配置及自重新配置、条件分支、异步信令的背压控制、有序的线程执行及循环线程执行(包含在数据依赖性中)、在数据依赖性及/或排序完成之后自动起始线程执行、提供对私有变量的循环存取、使用重入队列提供循环线程的快速执行及将各种线程标识符用于高级循环执行(包含嵌套循环)的多线程粗粒度可配置计算架构。

在代表性实施例中，可配置电路可包括：可配置计算电路；多个同步网络输入，其耦合到所述可配置计算电路；多个同步网络输出，其耦合到所述可配置计算电路；及配置存储器，其耦合到所述可配置计算电路、控制电路系统、所述同步网络输入及所述同步网络输出，其中所述配置存储器包括：第一指令存储器，其存储用以配置所述可配置计算电路的数据路径的多个数据路径配置指令；及第二指令及指令索引存储器，其存储用于所述同步网络输入的主同步输入的选择的多个辐条指令(spoke instructions)及数据路径配置指令索引。