一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法技术

本发明专利技术涉及处理器架构设计相关技术领域，具体为一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，基于纯国产FPGA的AI处理器架构包括AI处理器本体及设置在AI处理器本体内部的存储模块和中央处理单元，的存储模块中设置有至少一个任务参数配置单元，其利用了现有高性能处理器闲置的处理能力，又增加了设计的通用性，同时使用软件实现了部分功能，还带来了芯片资源的节省，减少流片次数，缩减了掩膜开支，而且进一步缩减了芯片的面积，简化了硬件电路结构，降低了芯片的成本，缩短了产品的开发周期，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为现代集成电路设计和制造技术的进一步发展奠定了坚实的基础。了坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法


[0001]本专利技术涉及处理器架构设计相关
，具体为一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法。

技术介绍

[0002]FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL(可编程阵列逻辑)、GAL(通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，但是由于flash可在线擦除存储器的程序存储空间是连续的，因此在每次更新程序时，都只能整片擦除和烧写，而烧写又只能使用ISP模式进行烧写，操作起来及其不方便，为此，本专利技术提出一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法用以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，所述基于纯国产FPGA的AI处理器架构包括AI处理器本体及设置在AI处理器本体内部的存储模块和中央处理单元，所述的存储模块中设置有至少一个任务参数配置单元，所述AI处理器逻辑设计结构中还包括任务扫描功能单元、电路参数配置单元和功能逻辑电路单元，所述的任务扫描功能单元与所述的任务参数配置单元相连接，且该任务扫描功能单元通过所述的电路参数配置单元与所述的功能逻辑电路单元相连接：
[0005]所述中央处理单元包括BOOT程序模块和应用程序模块，所述BOOT程序模块包括在线烧写程序模块和远程升级程序模块，所述应用程序模块用于与外设模块的接口进行连接调用；
[0006]所述任务参数配置单元用于存储及配置AI处理器架构内部的信息参数；
[0007]所述存储模块用于处理器系统或者配置信息的升级和备份。
[0008]优选的，所述BOOT程序模块正常运行后，BOOT程序模块检测存储模块是否存在处理器系统升级标志或者配置信息升级标志，若存在，则将处理器系统升级文件拷贝到应用程序区进行升级并运行处理器系统，或者将配置信息升级文件拷贝到任务参数配置单元进行升级，且删除处理器系统升级标志或者配置信息升级标志；若不存在，则直接运行应用程序区中的处理器系统；同时，在运行处理器系统的过程中，若出现程序损坏，则从存储模块拷贝处理器系统升级文件至应用程序区，并重新运行处理器系统。
[0009]优选的，所述BOOT程序模块开始运行BOOT程序，并判断是否进入ISP模式，若是，则进入ISP模式，并等待接收数据包；若否，则正常运行BOOT程序；进入ISP模式后，PC端先向所述BOOT程序模块发送一个握手命令判断是否接收数据包信息，若BOOT程序模块应答是，则
PC端开始向BOOT程序模块发送数据包信息；若BOOT程序模块应答否，则PC端不向BOOT程序模块发送数据包信息；所述数据包信息包含数据头、数据长度、数据命令、数据内容、CRC校验码以及包尾。
[0010]优选的，所述任务参数配置单元存储配置参数具体包括：系统上电后，通过所述BOOT程序模块将基本配置参数烧写到所述任务参数配置单元中，所述基本配置参数至少包含厂家的协议版本以及外设模块的使能情况；且在系统第一次上电时，应用程序区先从该任务参数配置单元获取微处理器芯片的唯一ID，并利用加密算法生成一加密数据，之后将加密数据写入到任务参数配置单元中；在运行处理器系统时，处理器系统从任务参数配置单元读取基本配置参数，并根据基本配置参数确定厂家的协议版本以及外设模块的使能情况；同时，处理器系统读取微处理器芯片的唯一ID，利用加密算法生成一加密结果，并将加密结果与任务参数配置单元中的加密数据进行比对，且若比对结果一致，则正常运行处理器系统；若比对结果不一致，则取消执行操作。。
[0011]优选的，所述BOOT程序模块在正常运行后，通过PC端向应用程序区下发配置指令，应用程序从任务参数配置单元读取基本配置参数，并将读取的基本配置参数返回到PC端进行修改，之后将修改后的基本配置参数写入到任务参数配置单元中。
[0012]优选的，所述通过所述BOOT程序模块实现远程升级程序具体包括：BOOT程序正常运行后，BOOT程序模块检测存储模块是否存在处理器系统升级标志或者配置信息升级标志，若存在，则将处理器系统升级文件拷贝到应用程序区进行升级并运行处理器系统，或者将配置信息升级文件拷贝到任务参数配置单元进行升级，且删除处理器系统升级标志或者配置信息升级标志；若不存在，则直接运行应用程序区中的处理器系统；同时，在运行处理器系统的过程中，若出现程序损坏，则从存储模块拷贝处理器系统升级文件至应用程序区，并重新运行处理器系统。
[0013]优选的，所述应用程序区在接收到完整的升级文件后，判断文件CRC校验码是否正确，若否，则返回重发指令给远程PC端，远程PC端重新发送升级文件给应用程序区；若是，则将升级文件备份到存储模块，且若升级文件为处理器系统升级文件，则生成一对应的处理器系统升级标志；若升级文件为配置信息升级文件，则生成一对应的配置信息升级标志。
[0014]优选的，所述通过所述应用程序区实现外设模块接口的调用”具体包括：客户端向应用程序区发送调用命令数据包，所述调用命令数据包中包含数据头、调用的外设模块、数据长度、CRC校验码、数据内容以及包尾；应用程序区在接收到完整的调用命令数据包后，判断CRC校验码是否正确，若否，则返回重发指令给客户端，客户端重新向应用程序区发送调用命令数据包；若是，则解析出调用的外设模块，并调用相应的接口。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]通过设置包括AI处理器本体及设置在AI处理器本体内部的存储模块和中央处理单元的基于纯国产FPGA的AI处理器架构，并在存储模块中设置至少一个任务参数配置单元，并在AI处理器逻辑设计结构中还包括任务扫描功能单元、电路参数配置单元和功能逻辑电路单元，其利用了现有高性能处理器闲置的处理能力，又增加了设计的通用性，同时使用软件实现了部分功能，还带来了芯片资源的节省，减少流片次数，缩减了掩膜开支，而且进一步缩减了芯片的面积，简化了硬件电路结构，降低了芯片的成本，缩短了产品的开发周期，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为现代集成电路设计和制造技术的进一步发展
奠定了坚实的基础。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实际运行流程图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，其特征在于，所述基于纯国产FPGA的AI处理器架构包括AI处理器本体及设置在AI处理器本体内部的存储模块和中央处理单元，所述的存储模块中设置有至少一个任务参数配置单元，所述AI处理器逻辑设计结构中还包括任务扫描功能单元、电路参数配置单元和功能逻辑电路单元，所述的任务扫描功能单元与所述的任务参数配置单元相连接，且该任务扫描功能单元通过所述的电路参数配置单元与所述的功能逻辑电路单元相连接：所述中央处理单元包括BOOT程序模块和应用程序模块，所述BOOT程序模块包括在线烧写程序模块和远程升级程序模块，所述应用程序模块用于与外设模块的接口进行连接调用；所述任务参数配置单元用于存储及配置AI处理器架构内部的信息参数；所述存储模块用于处理器系统或者配置信息的升级和备份。2.根据权利要求1所述的一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，其特征在于：所述BOOT程序模块正常运行后，BOOT程序模块检测存储模块是否存在处理器系统升级标志或者配置信息升级标志，若存在，则将处理器系统升级文件拷贝到应用程序区进行升级并运行处理器系统，或者将配置信息升级文件拷贝到任务参数配置单元进行升级，且删除处理器系统升级标志或者配置信息升级标志；若不存在，则直接运行应用程序区中的处理器系统；同时，在运行处理器系统的过程中，若出现程序损坏，则从存储模块拷贝处理器系统升级文件至应用程序区，并重新运行处理器系统。3.根据权利要求2所述的一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，其特征在于：所述BOOT程序模块开始运行BOOT程序，并判断是否进入ISP模式，若是，则进入ISP模式，并等待接收数据包；若否，则正常运行BOOT程序；进入ISP模式后，PC端先向所述BOOT程序模块发送一个握手命令判断是否接收数据包信息，若BOOT程序模块应答是，则PC端开始向BOOT程序模块发送数据包信息；若BOOT程序模块应答否，则PC端不向BOOT程序模块发送数据包信息；所述数据包信息包含数据头、数据长度、数据命令、数据内容、CRC校验码以及包尾。4.根据权利要求3所述的一种基于纯国产FPGA的AI处理器架构设计的方法，其特征在于：所述任务参数配置单元存储配置参数具体包括：系统上电后，通过所述BOOT程序模块将基本配置参数烧写到所述任务参数配置单元中，所述基本配置参数至少包含厂家的协议版本以及外设模块的使能情况；且在系统第一次上电时，应用程序区先从该任务参数配置单元获取微处理器芯片的唯一ID，并利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王堃，韦薇，石磊，刘卢骐，
申请(专利权)人：江苏中智腾飞信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：