[发明专利]流处理器中IO单元复用方法

摘要

本发明公开了一种流处理器中IO单元复用方法，要解决的技术问题是在流处理器的设计中克服一个IO单元只能执行一个流的限制，实现少量IO单元对大量输入输出流的扩展支持，降低硬件开销。技术方案是修改编译器，在编译器中增加IO单元复用处理模块，给每个流分配一个流标识符，将IO操作调度到流标识符指定的IO单元上执行；改进流处理器中运算簇的硬件结构，在IO单元和流缓冲之间增加K个多路选择器；IO单元对流标识符部分进行译码，译码结果作为仲裁信号，各多路选择器根据仲裁信号对流的访问进行仲裁以实现流的输入输出。采用本发明可使输入输出流的数目不再受IO单元数量的限制，大幅减少IO单元数目，硬件开销小。

主权项

1.一种流处理器中IO单元复用方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，修改编译器，在编译器中增加IO单元复用处理模块，它是一个软件模块，对涉及到IO操作的部分进行以下处理：1.1为每一个流添加流标识符属性，方法是：IO单元复用处理模块在编译器解析输入输出流时首先对所有输入输出流从0到n-1统一进行编号，并指定流输入时0号流的数据存放在0号流缓冲，然后由0号流缓冲经IO单元传送到本地寄存器文件LRF中；1号流的数据先存放在1号流缓冲，然后由1号流缓冲经IO单元传送到本地寄存器文件LRF中；……；n-1号流的数据先存放在n-1号流缓冲，然后由n-1号流缓冲经IO单元传送到本地寄存器文件LRF中；流输出时IO单元将0号流的数据传送到0号流缓冲，再由0号流缓冲传送到流寄存器文件SRF中；IO单元将1号流的数据传送到1号流缓冲，再由1号流缓冲传送到流寄存器文件SRF中；……；IO单元将n-1号流的数据传送到n-1号流缓冲，再由n-1号流缓冲传送到流寄存器文件SRF中；对每一个流增加一个流标识符stream ID，编译器将所有的输入输出流解析成能够被IO单元执行的IO操作，该流所附带的流标识符也添加到解析出来的IO操作中；其中n为总的输入输出流的数目，1≤n≤N，N为流处理器中与一个运算簇相连的流缓冲SB的数目；每个流标识符通过以下方式确定：编号为t的流的流标识符的含义是下取整，K为一个运算簇中IO单元的数目，0≤t≤n-1；1.2对IO操作按以下方法进行调度：将流标识符stream ID为k的IO操作调度到第k个IO单元，0≤k≤K-1；1.3IO单元复用处理模块在编译器生成二进制代码时在每个IO单元的指令域中增加流标识符部分，流标识符部分的值就是该IO单元所执行的IO操作的流标识符stream ID的值；第二步，改进流处理器中运算簇的硬件结构，方法是：在IO单元和流缓冲之间增加K个多路选择器，多路选择器的规模为L:1，L满足：表示上取整；每个多路选择器均与一个IO单元相连，即0号多路选择器与0号IO单元相连；1号多路选择器与1号IO单元相连；……；K-1号多路选择器与K-1号IO单元相连；多路选择器与流缓冲的连接方式是：0号、K号、……、(L-1)*K号流缓冲与0号多路选择器相连；1号、K+1号、……、(L-1)*K+1号流缓冲与1号多路选择器相连；……；K-1号、2K-1号、……、N-1号流缓冲与K-1号多路选择器相连；第三步，K个IO单元根据VLIW代码通过复用并行执行多个流：程序执行时，IO单元对VLIW中与之对应的指令域中的流标识符部分进行译码，译码结果作为仲裁信号，各多路选择器从IO单元获得仲裁信号，根据仲裁信号对流的访问进行仲裁；在执行输入操作时，k号多路选择器选择从j*K+k号流缓冲传来的数据发送给k号IO单元，k号IO单元将数据传送到运算簇的本地寄存器文件LRF中，j为流标识符部分译码的值；在执行输出操作时，数据先由本地寄存器文件LRF传送到k号IO单元，k号IO单元将数据传送到k号多路选择器，k号多路选择器将数据传送到第j*K+k号流缓冲，经第j*K+k号流缓冲将数据传送到流寄存器文件SRF中。