[发明专利]专用计算芯片、DMA数据传输系统及方法

说明书

本发明提供一种专用计算芯片、DMA数据传输系统及方法，其中专用计算芯片包括：至少两个DMA引擎和负载均衡控制器，各DMA引擎用于执行DMA队列环形缓冲区中的命令包，实现系统内存和设备内存之间的数据拷贝，负载均衡控制器用于计算各DMA引擎的负载值，该负载值反映各DMA引擎的忙闲状态。基于本发明的专用计算芯片的DMA数据传输系统能够充分利用DMA资源，尽量让各DMA引擎并行工作，提高数据的传输性能。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种专用计算芯片、DMA数据传输系统及方法。

背景技术

在高性能计算过程中，参与运算的数据需要从CPU端的系统内存拷贝到计算芯片端的设备内存上，运算完毕还需要再将运算结果从设备内存拷贝到系统内存，这就涉及到CPU端和计算芯片端之间数据的拷贝问题。在高性能专用计算中，CPU端需要调用直接内存存取(Direct Memory Access，DMA)方法，CPU端与计算芯片端之间数据拷贝主要是通过计算芯片内的DMA引擎将计算的输入数据从系统内存传输到设备内存，计算完成后，DMA引擎再把输出数据传输回系统内存。一个计算芯片中可以有多个DMA引擎。目前的传输方法一般为：CPU端轮流在多个DMA引擎上创建DMA队列发包，即当GPU内部有2个DMA引擎时，第一个DMA队列在DMA0引擎上创建，第二个DMA队列在DMA1引擎上创建，第三个DMA队列在DMA0引擎上创建，第四个DMA队列在DMA1引擎上创建，依此类推。接着，CPU端将DMA命令包写到DMA队列的环形缓冲区，然后通知计算芯片中的DMA引擎执行数据拷贝。

由此可以看出，现有技术容易出现多个DMA引擎负载不均衡的问题，例如，当DMA0引擎上每个队列中的命令包的个数比较少，拷贝的数据量也比较少，而DMA1引擎上每个队列中的命令包的个数多，拷贝的数据量较大，若仍然在负载量大的DMA1上创建队列发包，则会导致发出的命令包迟迟得不到执行，甚至会被阻塞，此时整个拷贝时间就会延长，这种DMA引擎的负载不均衡会降低数据的传输效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种专用计算芯片、DMA数据传输系统及方法，能够提高数据的DMA传输效率。

第一方面，本发明提供一种专用计算芯片，包括：

至少两个直接内存存取DMA引擎和负载均衡控制器，各所述DMA引擎用于执行DMA队列环形缓冲区中的命令包，实现系统内存和设备内存之间的数据拷贝，所述负载均衡控制器用于计算各所述DMA引擎的负载值，所述负载值反映各所述DMA引擎的忙闲状态。

可选地，所述负载均衡控制器，用于根据DMA队列环形缓冲区中命令包的个数、命令包传输的数据量大小、特殊命令的权重以及DMA引擎的执行状况，计算各所述DMA引擎的负载值。

可选地，所述特殊命令包括：

semaphore wait/signal命令，所述semaphore wait/signal命令用于实现模块间的同步；

poll register命令，所述poll register命令用于轮询系统寄存器总线管理器SRBM寄存器空间；

poll memory命令，所述poll memory命令用于轮询内存空间。

可选地，所述专用计算芯片还包括：

计算单元，用于对输入的数据进行计算，并得到输出数据。

可选地，所述专用计算芯片为图像处理器GPU芯片。

第二方面，本发明提供一种DMA数据传输系统，包括：第一方面所提供的专用计算芯片，以及通用CPU芯片，

所述通用CPU芯片包括DMA传输控制装置，所述DMA传输控制装置进一步包括：