基于异构融合多核的数据处理方法以及处理系统技术方案

本发明专利技术提供的基于异构融合多核的数据处理方法以及处理系统，其中方法包括：获取待运算数据与数据权重，根据待运算数据与数据权重生成激活数据以及指令数据；将激活数据以及指令数据写入共享缓存，对共享缓存的状态码进行变更；通过在智能协处理器上级引入缓存适配单元，完成系统状态码的识别和仲裁，实现数据从共享缓存到智能协处理器中的迁移，同时管理下级的智能协处理器；根据仲裁的结果以及智能协处理器的运算状态，进行并行运算；将运算处理得到目标数据写入至共享缓存中，根据状态码确定运算完成，输出目标数据；方法通过系统状态码统一管理，避免了系统额外的时空开销，降低系统管理的复杂度，可广泛应用于异构多核处理器技术领域。器技术领域。器技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于异构融合多核的数据处理方法以及处理系统


[0001]本专利技术涉及异构多核处理器
，尤其是基于异构融合多核的数据处理方法以及处理系统。

技术介绍

[0002]近年来，人工智能，云计算，机器学习等技术如雨后春笋般纷纷出现，迅速发展，各种智能算法的应用呈现复杂多样的特性，如视频图像处理，语音识别，数据分析与传输等。面对相关程序的高并行、高吞吐量计算等多样化需求，单一结构的处理器核已经无法满足。当前，利用数据密集型的智能协处理器协同加速，构建异构多核处理器成为主流的深度学习的硬件加速器设计方法之一，融合智能协处理器对数据密集型运算的高效性能和主控制处理器在控制密集型任务的显著优势，能对人工智能领域相关算法进行有效的加速。
[0003]相较于单核处理器和同构多核处理器，异构多核处理器在提升处理器性能方面备受关注，因此，异构多核处理器的核间交互机制也成了国内外处理器体系结构领域关注和研究的热点。在多核处理器系统中，各核心共用缓存，外部存储空间，网络控制器等资源。如果各核间不能进行有效的通信，必定会导致系统整体的混乱，从而影响系统整体性能。
[0004]而相关技术方案中所提供的多核异构处理器的核间交互机制通常基于中断或轮询实现，对于基于中断的核间交互机制来说，主控制处理器需要响应相应的中断程序，会给系统带来额外的时空开销；而轮询机制主要通过不断检查标志信号来判断是否有待处理的通信请求，如果标志信号被设置，则触发相应的数据流动或者进程执行。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题或者缺陷之一，本专利技术实施例的目的在于提供一种基于异构融合多核，能够有效减少额外时空开销，以及能够保证核间高效稳定通信的数据处理方法，本申请技术方案的实施例还提供了对应的基于异构融合多核的数据处理系统。
[0006]一方面，本申请技术方案提供了基于异构融合多核的数据处理方法，包括以下步骤：
[0007]获取待运算数据与数据权重，根据所述待运算数据与数据权重生成激活数据，并生成所述激活数据的指令数据；
[0008]将所述激活数据以及所述指令数据写入共享缓存，对完成数据写入后的所述共享缓存的状态码进行变更；
[0009]通过轮询获取变更后的状态码，根据所述状态码对所述共享缓存的状态进行仲裁；
[0010]根据状态仲裁的结果，将所述激活数据输出至第一智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；或者，确定所述第一智能协处理器处于运算状态，根据所述状态判断的结果，将所述激活数据输出至第二智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；
[0011]将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据。
[0012]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述状态码包括读取可用标识位、读写状态标识位、处理器状态标识位以及缓存适配状态标识位；
[0013]所述根据状态判断的结果，将所述激活数据输出至第一智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；或者，确定所述第一智能协处理器处于运算状态，根据所述状态判断的结果，将所述激活数据输出至第二智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理，包括以下步骤：
[0014]确定所述读取可用标识位、所述读写状态标识位以及所述处理器状态标识位均为0，触发数据传递信号；
[0015]确定所述读取可用标识位与所述读写状态标识位均为0且缓存适配状态标识位为1，根据所述数据传递信号，将所述激活数据输出至所述第一智能协处理器或所述第二智能协处理器进行运算处理，并将所述读取可用标识位置0。
[0016]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据，包括：
[0017]确定所述读取可用标识位与所述读写状态标识位均为1，将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存，并将所述读取可用标识位与所述缓存适配状态标识位均置0；
[0018]确定所述读写状态标识位为1，所述读取可用标识位以及所述缓存适配状态标识位均为0，输出所述目标数据，并将所述读写状态标识位以及所述处理器状态标识位均置0。
[0019]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述通过轮询获取变更后的状态码，根据所述状态码对所述共享缓存的状态进行仲裁，包括：
[0020]根据轮询启动信号，对所述状态码进行读取；
[0021]将读取得到所述状态码进行仲裁，根据仲裁记过从所述共享缓存中获取所述激活数据的源地址和字节数；
[0022]根据所述源地址和所述字节数将激活数据读入至所述第一智能协处理器或所述第二智能协处理器。
[0023]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据，包括：
[0024]确定所述目标数据的写回地址，对所述写回地址进行暂存；
[0025]使暂存的所述写回地址流入目的地址寄存器，通过所述目的地址寄存器将所述目标数据写回至所述共享缓存中。
[0026]另一方面，本申请技术方案中提供了一种基于异构融合多核的数据处理系统，系统包括：
[0027]主控制处理器；用于获取待运算数据与数据权重，根据所述待运算数据与数据权重生成激活数据，生成所述激活数据的指令数据；
[0028]缓存适配单元；用于将所述激活数据以及所述指令数据写入共享存储单元，修改所述共享存储单元的状态码；以及通过轮询获取共享存储单元的状态码，并对所述共享存储单元的状态进行仲裁；还用于将运算处理得到目标数据写入至所述共享存储单元中，并根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据；
[0029]共享存储单元；用于存储所述激活数据、所述指令数据以及所述目标数据；
[0030]若干智能协处理器；用于读取所述激活数据和所述指令数据，通过并行运算处理得到目标处理。
[0031]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述智能协处理器与所述缓存适配单元一一对应；所述智能协处理器包括激活数据存储区域和控制指令存储区域；
[0032]所述激活数据存储区域用于缓存所述激活数据，所述控制指令存储区域用于缓存所述指令数据。
[0033]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述缓存适配单元包括先入先出存储器、状态码寄存器、状态仲裁器和控制单元；
[0034]所述控制单元通过片内总线与所述主控制处理器连接；所述状态码寄存器通过缓存直连的方式连接至所述共享存储单元；所述状态码寄存器还连接至所述状态仲裁器，所述状态仲裁器连接至所述控制单元，所述先入先出存储器的数据通路连接至所述智能协处理器；
[0035]所述状态码寄存器，用于获取共享存储单元的状态码并进行暂存；
[0036]所述状态仲裁器，用于对所述共享存储单元的状态进行仲裁；
[0037]所述先入先出存储器，用于将所述激活数据以及所述指令数据写入共享存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于异构融合多核的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待运算数据与数据权重，根据所述待运算数据与数据权重生成激活数据，并生成所述激活数据的指令数据；将所述激活数据以及所述指令数据写入共享缓存，对完成数据写入后的所述共享缓存的状态码进行变更；通过轮询获取变更后的状态码，根据所述状态码对所述共享缓存的状态进行仲裁；根据状态仲裁的结果，将所述激活数据输出至第一智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；或者，确定所述第一智能协处理器处于运算状态，根据所述状态判断的结果，将所述激活数据输出至第二智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据。2.根据权利要求1所述的基于异构融合多核的数据处理方法，其特征在于，所述状态码包括读取可用标识位、读写状态标识位、处理器状态标识位以及缓存适配状态标识位；所述根据状态判断的结果，将所述激活数据输出至第一智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理；或者，确定所述第一智能协处理器处于运算状态，根据所述状态判断的结果，将所述激活数据输出至第二智能协处理器，并根据所述指令数据进行运算处理，包括以下步骤：确定所述读取可用标识位、所述读写状态标识位以及所述处理器状态标识位均为0，触发数据传递信号；确定所述读取可用标识位与所述读写状态标识位均为0且缓存适配状态标识位为1，根据所述数据传递信号，将所述激活数据输出至所述第一智能协处理器或所述第二智能协处理器进行运算处理，并将所述读取可用标识位置0。3.根据权利要求2所述的基于异构融合多核的数据处理方法，其特征在于，所述将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根据所述状态码确定运算完成，输出所述目标数据，包括：确定所述读取可用标识位与所述读写状态标识位均为1，将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存，并将所述读取可用标识位与所述缓存适配状态标识位均置0；确定所述读写状态标识位为1，所述读取可用标识位以及所述缓存适配状态标识位均为0，输出所述目标数据，并将所述读写状态标识位以及所述处理器状态标识位均置0。4.根据权利要求1所述的基于异构融合多核的数据处理方法，其特征在于，所述通过轮询获取变更后的状态码，根据所述状态码对所述共享缓存的状态进行仲裁，包括：根据轮询启动信号，对所述状态码进行读取；将读取得到所述状态码进行仲裁，根据仲裁记过从所述共享缓存中获取所述激活数据的源地址和字节数；根据所述源地址和所述字节数将激活数据读入至所述第一智能协处理器或所述第二智能协处理器。5.根据权利要求4所述的基于异构融合多核的数据处理方法，其特征在于，所述将运算处理得到目标数据写入至所述共享缓存中，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴裕祥，张之烨，王明羽，虞志益，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：