一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列及其配置方法技术

本发明专利技术公开了一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列及其配置方法，该系统包括流水线配置控制器、粗粒度算子mesh阵列、多级缓存系统，流水线配置控制器在配置码的控制下，用于完成流水线重构和运行时的迭代控制；mesh阵列在配置码的控制下，按照数据流图的定义，完成流水线中各环节的计算和数据交换；流水线存储器在配置码的控制下，按照数据流图的定义对流水线中变量进行读写控制，并完成数据迭代的控制。本发明专利技术所述支持自动循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列及其配置方法，具有支持流水线类型多，流水线中的迭代环节采用硬件直接控制，与软件流水线相比具有配置时间短和能量开销低的优势，提高粗粒度可重构阵列执行流水线的速度和能量效率。

A coarse grained reconfigurable array and its configuration method for automatically supporting cyclic iterative pipelining

The invention discloses a coarse-grained automatic support iterative pipelined reconfigurable array and method of configuration, the system includes a line configuration controller, coarse-grained operator mesh array, multi-level cache line allocation controller in the control system, configuration code, used to control the iteration and runtime pipeline reconstruction; mesh array in the control configuration the code, in accordance with the definition of the data flow diagram, completes the computation and data of each link line in exchange; in a pipelined memory control configuration code, in accordance with the definition of the data flow diagram of variable flow line in the read and write control, control and data iteration. The coarse grain of the invention supports automatic iterative pipelined reconfigurable array and its configuration method, which supports multiple types of pipeline, pipeline by iterative link direct hardware control compared with software pipelining has short time configuration and low energy cost advantages, improve the coarse grained reconfigurable array execution pipeline speed and energy efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列及其配置方法
本专利技术涉及嵌入式可重构系统领域，具体地，涉及一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列及其配置方法。
技术介绍
由于包括特殊的可重构处理单元，可重构阵列在取得性能和功耗的优势条件下还能够保持应用的灵活性，因此是专用领域计算中的理想模式。可重构阵列在重构方面有两个特征：第一，从重构发生时间上划分，可重构阵列属于动态重构类型；第二，可重构阵列与系统中的处理器为松耦合关系，重构由其自身控制，不由外部处理器进行操作。粗粒度可重构阵列包括可重构控制器和可重构数据通路。在不增加阵列规模的条件下，提高可重构阵列处理速度的方法主要有以下几点：第一，提高数据通路中计算的并行性，采用操作级并行和数据级并行进行数据计算处理。第二，提高流水线的硬件利用率，减少数据读写延迟造成的流水线尤其是迭代型流水线中的空转。第三，减少可重构阵列的重构时间开销。针对以上的性能需求目前主要的技术手段包括：第一，提高可重构阵列的重构速度，可通过提高配置码的信息密度和提高重构码配置带宽实现。第二，提高存储器的数据带宽，通过提高存储器的工作频率和增加存储器数据位宽，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列，其特征在于该阵列由流水线配置控制器、粗粒度算子mesh阵列、多级缓存系统组成，所述粗粒度可重构阵列的配置信息由流水线循环迭代控制信息、流水线数据通路信息和流水线对存储器的访存信息组成；所述流水线配置控制器，用于完成粗粒度可重构阵列中流水线的控制和配置，为粗粒度算子mesh阵列提供配置功能，支持可重构数据通路功能的高速切换，实现动态重构功能；所述粗粒度算子mesh阵列用于组成流水线中的计算环节和数据传输通路，并在配置码的控制下，按照数据流图的定义对可重构多级缓存系统进行访存；可重构多级缓存系统，用于完成数据通路中的数据存储、数据交换和数据同步。

【技术特征摘要】
1.一种自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列，其特征在于该阵列由流水线配置控制器、粗粒度算子mesh阵列、多级缓存系统组成，所述粗粒度可重构阵列的配置信息由流水线循环迭代控制信息、流水线数据通路信息和流水线对存储器的访存信息组成；所述流水线配置控制器，用于完成粗粒度可重构阵列中流水线的控制和配置，为粗粒度算子mesh阵列提供配置功能，支持可重构数据通路功能的高速切换，实现动态重构功能；所述粗粒度算子mesh阵列用于组成流水线中的计算环节和数据传输通路，并在配置码的控制下，按照数据流图的定义对可重构多级缓存系统进行访存；可重构多级缓存系统，用于完成数据通路中的数据存储、数据交换和数据同步。2.根据权利要求1所述的自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列，其特征在于所述的流水线配置控制器包括：流水线迭代配置存储器：用来存储流水线循环迭代的配置码，该配置码包含了进行单层和多层循环迭代配置信息，该循环迭代支持带有分支或者无分支的完美或者非完美循环；流水线数据通路配置存储器：用来存储流水线数据通路的配置码，该配置码包含了可重构阵列中mesh阵列PE的计算配置信息和mesh阵列中PE间互联的信息。配置解析和控制单元：依据配置码存储地址信息、内容信息和mesh阵列的运行状态决定对mesh阵列进行配置的时间和配置码内容，并将确定的配置码发送给mesh阵列。3.根据权利要求1所述的自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵列，其特征在于所述的粗粒度算子mesh阵列由同构的粗粒度运算单元阵列以及它们之间的互联单元组成，所述的粗粒度运算单元主要由ALU单元及存储临时数据的寄存器组成，每个运算单元独立的执行配置单元指定的运算功能，每个运算单元的基本粒度是8比特，同一行内相邻的4个PE单元组成一个32比特位宽的可重构单元组，支持32比特位宽的运算操作，相邻的两行PE单元之间通过一个基于置换的网络单元进行互联，支持拓扑结构DFG图。4.根据权利要求1所述的自动支持循环迭代流水线的粗粒度可重构阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珑，沈海斌，王星，管旭光，朱佳梁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33