[发明专利]一种可重构阵列处理器的指令调度系统及方法

说明书

本发明公开一种可重构阵列处理器的指令调度系统及方法，属于低功耗语音关键词识别技术领域。包括：一个由软件算法生成的数据流图。先检查数据流图是否符合可重构阵列的硬件约束，利用重定时技术对数据流图进行处理，接着对指令进行发射排序，对同一时刻发射的指令进行硬件资源约束检查，硬件资源约束检查通过之后会对数据流图进行寄存器资源约束检查，在指令发射的间隔中插入路由指令来保证执行功能的正确性，最后利用最大团算法求出每一条指令对应的处理单元位置，完成指令分发。本发明解决了现有技术中需要依靠设计人员具备扎实的硬件知识设计出良好的单个阶段算法才能使得最终调度性能良好的问题。

技术领域

本发明属于基于专用硬件架构编译器技术领域，尤其涉及一种可重构阵列处理器的指令调度系统及方法。

背景技术

可重构阵列是一种新型且位于学术界前沿的通用硬件设计架构。通常可重构阵列由一些具有相同运算功能的处理单元组成。这些处理单元能够实现的运算功能被称为算子。一个运算单元包含多个算子，且可以通过不同的配置指令完成不同的运算功能。配置指令的调度与发射方式在很大程度上影响可重构阵列的性能。

现有的调度算法则是将指令调度分为多个阶段，包括硬件架构约束处理、提取数据流图迭代间隔、指令发射时间排序以及利用最大团算法求出可行解。分割了调度算法，减小整个算法的设计空间，因此计算时间更快，但是需要设计人员需要具备扎实的硬件知识，才能够设计出良好的单个阶段算法，且最终调度性能是由单阶段算法质量决定的。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重构阵列处理器的指令调度系统及方法，以解决现有技术中需要依靠设计人员具备扎实的硬件知识设计出良好的单个阶段算法才能使得最终调度性能良好的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可重构阵列处理器的指令调度方法，包括：

步骤S101，判断数据流图中节点的扇出数是否小于可重构阵列中处理单元实际的互联数，若是，则继续步骤S102，若否，则返回本步骤，直到数据流图中节点的扇出数是否小于可重构阵列中处理单元实际的互联数为止。数据流图中的节点为指令节点。

步骤S102，建立数据流图中的节点和可重构阵列中处理单元的相关算子对应关系，形成重定时不等式组。

根据不等式组的解在数据流图中的有向边上引入标记算子所需寄存器，在引入标记算子所需寄存器后，获取数据流图中的各节点的重定时值，以使数据流图中的各节点转换为处理单元的抽象模型。

步骤S103，根据各指令节点的重定时值，将当前的多个指令节点所对应的指令按照对应的重定时值从小到大的顺序进行排列，获取指令的发射时间与调度顺序。

步骤S104，根据数据流图的初始迭代周期对数据流图折叠。若一个第一时刻上并行发射的数据流图的指令节点大于可重构阵列中处理单元所连接单元的数量，则会将依赖数前序指令最小的指令至于第一时刻之后的时刻对应的指令节点。

若所有时刻都满足约束后，若一个或多个指令节点与其前序依赖指令节点之间发射时间间隔大于设定时间间隔，则在一个或多个指令节点与其前序依赖指令节点之前插入寄存器，以打断其依赖关系获取当前数据流图。寄存器的数量与迭代周期与时间间隔相对应。

步骤S105，根据当前数据流图通过最大团算法获取当前数据流图与可重构阵列的公共最大子集。若最大子集数量等于数据流图的节点数，则分发指令节点对应的指令。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，步骤S101前还包括：

步骤S100,输入数据流图。数据流图是一个包含运算指令以及指令之间依赖关系的图数据结构。运算指令构成图的节点。依赖关系形成图的有向边。