一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置。该方法从预设的配置文件集合中选择一个配置文件，获取每个物理块存储器的写入次数，根据写入次数和物理块存储器的历史写入次数求解每个配置文件的执行时间权重，根据执行时间权重选择配置文件生成配置文件序列，并根据每个配置文件序列的执行时间权重为配置文件设置第二阈值，依次运行配置文件序列中的每个配置文件，直至到运行完配置文件序列中的所有配置文件。实现了将逻辑块存储器重映射到其他物理块存储器，从而实现物理块存储器的寿命均衡，通过动态感根据真实的写入次数对物理块存储器的寿命进行均衡。写入次数对物理块存储器的寿命进行均衡。写入次数对物理块存储器的寿命进行均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置


[0001]本专利技术实施例涉及非易失FPGA(Nonvolatile Filed Programmable Gate Array)
，尤其涉及一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置。

技术介绍

[0002]传统的存储器的寿命均衡主要基于静态分析方法，静态分析方法是通过在离线阶段产生一系列随机激励以预测电路中逻辑块存储器写入频率，并以此估算被映射的物理块存储器的物理损耗。
[0003]在离线阶段，综合工具会根据预测的逻辑块存储器写入频率产生多个配置文件，在运行阶段，重构控制器会并根据离线阶段配置文件产生的顺序在它们之间进行切换以将逻辑块存储器重映射到物理块存储器，以实现物理块存储器之间的寿命均衡。
[0004]然而，随着电路工作模式的切换，静态分析的写入频率往往与实际写入频率存在较大偏差，对于大多数电路综合工具很难获取准确的激励文件序列，只能用随机激励替代，这也使得静态分析方法的准确性与实际运行过程相距甚远。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置，以实现通过动态感知写入模式实现存储器的寿命均衡。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法及相关装置，用于存储器的寿命均衡，包括：
[0007]从预设的配置文件集合中选择一个配置文件，所述配置文件包括逻辑块存储器与物理块存储器的映射关系；
[0008]在所述物理块存储器根据所述配置文件存储数据的过程中，获取每个所述物理块存储器的写入次数；
[0009]在所述写入次数大于第一阈值时，根据所述写入次数和所述物理块存储器的历史写入次数求解每个配置文件的执行时间权重；
[0010]根据所述执行时间权重选择配置文件生成配置文件序列，并根据每个所述配置文件序列的执行时间权重为所述配置文件设置第二阈值；
[0011]依次运行所述配置文件序列中的每个配置文件，并在运行每个所述配置文件时，若所述物理块存储器的写入次数大于所述第二阈值，运行所述配置文件序列中的下一个配置文件，至到运行完所述配置文件序列中的所有配置文件。
[0012]可选的，在从预设的配置文件集合中选择一个配置文件之前，还包括：
[0013]在检测到触发生成配置文件事件时，加载物理块存储器使用字典，所述物理块存储器使用字典包括每个所述物理块存储器的写入次数，逻辑块存储器映射到同一个物理块存储器的重映射次数；
[0014]从所有物理块存储器中确定出候选物理块存储器；
[0015]将每个逻辑块存储器随机映射到一个候选物理块存储器，得到初始配置文件；
[0016]基于所述写入次数、重映射次数以及模拟退火算法对所述初始配置文件中的逻辑存储器和候选物理块存储器的映射关系进行调整，得到最终配置文件。
[0017]可选的，所述从所有物理块存储器中确定出候选物理块存储器，包括：
[0018]按照所述写入次数的从大到小对所述物理块存储器进行排序；
[0019]将排序在前N个的物理块存储器确定为候选物理块存储器。
[0020]可选的，所述基于所述写入次数、重映射次数以及模拟退火算法对所述初始配置文件中的逻辑存储器和候选物理块存储器的映射关系进行调整，得到最终配置文件，包括：
[0021]随机选择一个逻辑块存储器，将所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；
[0022]基于所述写入次数和重映射次数计算重映射前的成本，以及计算重映射后的成本；
[0023]在所述重映射前的成本和重映射后的成本的差值小于预设值时，接受所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；
[0024]在所述重映射前的成本和重映射后的成本的差值大于预设值时，采用所述差值和预设参数计算接受概率；
[0025]在所述接受概率大于预设概率时，接受所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；
[0026]判断是否满足终止迭代条件；
[0027]若是，按照接受后的映射关系生成配置文件；
[0028]若否，返回随机选择一个逻辑块存储器，将所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器的步骤。
[0029]可选的，所述成本包括第一成本和第二成本，所述基于所述写入次数和重映射次数计算重映射前的成本，包括：
[0030]通过以下公式计算第一成本：
[0031][0032]Use(BRAM
i
)表示编号为i的物理块存储器的写入次数，Max_Used(BRAMs)表示所有物理块存储器中被使用最多的物理块存储器的写入次数；
[0033]通过以下公式计算第二成本：
[0034][0035]Reuse(BRAM
i
,Log
j
)表示编号j的逻辑块存储器被映射到编号为i的物理块存储器的重映射次数。
[0036]可选的，所述在所述写入次数大于第一阈值时，根据所述写入次数和所述物理块存储器的历史写入次数求解每个配置文件的执行时间权重，包括：
[0037]针对每个物理块存储器，采用所述历史写入次数计算预测写入次数；
[0038]采用各个物理块存储器的写入次数、预测写入次数以及每个配置文件的执行时间
权重分别构建写入次数矩阵、预测写入次数矩阵和权重矩阵；
[0039]采用所述写入次数矩阵、预测写入次数矩阵和权重矩阵构建优化函数，所述优化函数以所述权重矩阵中的执行时间权重为变量；
[0040]采用二次规划算法求解使得所述优化函数最小时的权重矩阵，得到每个配置文件的执行时间权重。
[0041]可选的，所述根据每个所述配置文件序列的执行时间权重为所述配置文件设置第二阈值，包括：
[0042]针对每个配置文件，计算所述配置文件的执行时间权重与预设重构粒度常数的乘积；
[0043]针对每个物理块存储器，计算所述乘积与所述物理块存储器的当前的写入次数的和值，作为所述配置文件中所述物理块存储器的第二阈值。
[0044]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构装置，包括：
[0045]配置文件选择模块，用于从预设的配置文件集合中选择一个配置文件，所述配置文件包括逻辑块存储器与物理块存储器的映射关系；
[0046]写入次数获取模块，用于在所述物理块存储器根据所述配置文件存储数据的过程中，获取每个所述物理块存储器的写入次数；
[0047]执行时间权重求解模块，用于在所述写入次数大于第一阈值时，根据所述写入次数和所述物理块存储器的历史写入次数求解每个配置文件的执行时间权重；
[0048]配置文件序列生成模块，用于根据所述执行时间权重选择配置文件生成配置文件序列，并根据每个所述配置文件序列的执行时间权重为所述配置文件设置第二阈值；
[0049]配置文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法，其特征在于，用于存储器的寿命均衡，包括：从预设的配置文件集合中选择一个配置文件，所述配置文件包括逻辑块存储器与物理块存储器的映射关系；在所述物理块存储器根据所述配置文件存储数据的过程中，获取每个所述物理块存储器的写入次数；在所述写入次数大于第一阈值时，根据所述写入次数和所述物理块存储器的历史写入次数求解每个配置文件的执行时间权重；根据所述执行时间权重选择配置文件生成配置文件序列，并根据每个所述配置文件序列的执行时间权重为所述配置文件设置第二阈值；依次运行所述配置文件序列中的每个配置文件，并在运行每个所述配置文件时，若所述物理块存储器的写入次数大于所述第二阈值，运行所述配置文件序列中的下一个配置文件，至到运行完所述配置文件序列中的所有配置文件。2.如权利要求1所述的基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法，其特征在于，在从预设的配置文件集合中选择一个配置文件之前，还包括：在检测到触发生成配置文件事件时，加载物理块存储器使用字典，所述物理块存储器使用字典包括每个所述物理块存储器的写入次数，逻辑块存储器映射到同一个物理块存储器的重映射次数；从所有物理块存储器中确定出候选物理块存储器；将每个逻辑块存储器随机映射到一个候选物理块存储器，得到初始配置文件；基于所述写入次数、重映射次数以及模拟退火算法对所述初始配置文件中的逻辑存储器和候选物理块存储器的映射关系进行调整，得到最终配置文件。3.如权利要求2所述的基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法，其特征在于，所述从所有物理块存储器中确定出候选物理块存储器，包括：按照所述写入次数的从大到小对所述物理块存储器进行排序；将排序在前N个的物理块存储器确定为候选物理块存储器。4.如权利要求2所述的基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法，其特征在于，所述基于所述写入次数、重映射次数以及模拟退火算法对所述初始配置文件中的逻辑存储器和候选物理块存储器的映射关系进行调整，得到最终配置文件，包括：随机选择一个逻辑块存储器，将所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；基于所述写入次数和重映射次数计算重映射前的成本，以及计算重映射后的成本；在所述重映射前的成本和重映射后的成本的差值小于预设值时，接受所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；在所述重映射前的成本和重映射后的成本的差值大于预设值时，采用所述差值和预设参数计算接受概率；在所述接受概率大于预设概率时，接受所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器；判断是否满足终止迭代条件；
若是，按照接受后的映射关系生成配置文件；若否，返回随机选择一个逻辑块存储器，将所述逻辑块存储器重映射到另一个候选物理块存储器的步骤。5.如权利要求4所述的基于动态感知寿命均衡的FPGA重构方法，其特征在于，所述成本包括第一成本和第二成本，所述基于所述写入次数和重映射次数计算重映射前的成本，包括：通过以下公式计算第一成本：Used(BRAM
i
)表示编号为i的物理块存储器的写入次数，Max_Used(BRAMs)表示所有物理块存储器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，
申请(专利权)人：广州秉理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：