[发明专利]ASIC片内云架构及基于该架构的设计方法

摘要

本发明是为了提供一种功能集成电路的片内云架构，具体是ASIC片内云架构及基于该架构的设计方法。本发明是将SOA的需求、语义和服务三层模型，通过片内只写总线BoW映射到ASIC芯片，建立片内云基本框架IF，按照引擎、语义流程和运算资源去组织实现功能集成电路，使其在语法元素和语义流程两个维度上均可重构，并最终形成从算法直接生成集成电路芯片的设计方法。本发明带来了集成电路设计领域的重新分工，一部分人专注“领域通用”的构件化IP核的研制和开发，另一部分人只需考虑应用流程设计对“毛坯芯片”编程就可以直接生产出目标集成电路芯片，极大地提高了系统应用设计能力，拓展和挖掘了摩尔定律带来的IC工艺水平空间。

主权项

一种ASIC片内云架构，其特征在于：包括一个符合SOA三层架构模型的片内云基本框架IF，针对具体应用将片内云基本框架IF实例化形成ASIC芯片；SOA三层架构模型包括需求层概念模型、语义层逻辑模型和服务层物理模型，需求层是ASIC芯片与外界的接口，定义具体应用的外延与内涵，确立ASIC芯片可以提供的全部价值，产生描述应用场景相关的基本语义概念和语法要素；语义层针对具体应用领域定义了应用层语言LL7，具体应用场景用应用层语言LL7描述为语义流程，交付应用引擎AE处理；应用层语言LL7由问题无关部分LL7‑PI和联系问题部分LL7‑PS两部分组成，问题无关部分LL7‑PI对所有应用领域都是必需的，问题无关部分LL7‑PI实现应用引擎AE的语法要素，联系问题部分LL7‑PS涉及具体应用领域的具体概念并为实现相应原子操作AO的集合；服务层是ASIC片内云提供的原子操作AO的集合，包括流程控制操作以及运算处理操作，封装成原子构件AC形成片内云基本框架IF的指令集；片内云基本框架IF包括基本单元IU、片内只写总线BoW以及相应的消息传递机制；所述的基本单元IU包括一个主处理节点MPN和若干个从处理节点SPN1、SPN2、…、SPNn，主处理节点MPN和若干个从处理节点SPN1、SPN2、…、SPNn通过各自的统一节点接口UNI连接到片内只写总线BoW上实现互联；所述的片内只写总线BoW包含两条消息传输通道和一条状态总线FLAG，主处理节点MPN独享一条消息传输通道，使得主处理节点MPN可以向所有从处理节点SPN发送消息帧，若干个从处理节点SPN1、SPN2、…、SPNn共享另一条消息传输通道，使得若干个从处理节点SPN1、SPN2、…、SPNn可以分别独立地向主处理节点MPN发送消息帧，状态总线FLAG用来解决若干个从处理节点SPN1、SPN2、…、SPNn同时发送消息帧引起的冲突，当某个从处理节点SPNx发送消息帧时先检测状态总线FLAG，状态总线FLAG的默认设置为空闲状态“0”，当检测状态总线FLAG为空闲状态“0”时，先将状态总线FLAG置为忙状态“1”，然后发送消息帧，消息帧发送结束后再将状态总线FLAG置为空闲状态“0”，当检测状态总线FLAG为忙状态“1”时，根据优先级和算法特性设置一个延迟时间△T，延迟时间△T结束后重新检测状态总线FLAG，直到状态总线FLAG为空闲状态“0”时，先将状态总线FLAG置为忙状态“1”，然后发送消息帧，消息帧发送结束后再将状态总线FLAG置为空闲状态“0”；所述的主处理节点MPN是基本单元IU的应用引擎AE，其采用通用处理器CPU；所述的从处理节点SPN为原子构件AC，原子构件AC由原子构件名AC‑NAME和原子构件实体AC‑ENTITY两部分组成，其中原子构件实体AC‑ENTITY由统一节点接口UNI和原子操作AO两部分构成，原子操作AO是一个独立的功能集成电路模块或者是一个独立的IP核，针对具体应用，在给定的输入下有完全确定的输出；所述相应的消息传递机制包括统一节点接口访问协议UNIAP和统一原子构件访问协议UACAP，统一节点接口访问协议UNIAP属链路层协议，负责消息在主处理节点MPN和从处理节点SPN之间无差错传输，统一原子构件访问协议UACAP属网络层协议，是从逻辑上定义每一个原子构件AC结点的标识或地址，按照原子构件AC的访问方式制定消息封装规则。