基于预先解码分析的配置信息缓存管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统，包括流媒体处理器模块、配置信息预取FIFO模块、配置信息存储单元和缓存控制器模块。本发明专利技术还公开了一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统的管理方法。本发明专利技术能提高大规模粗粒度可重构系统的动态重构效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于嵌入式可重构设计领域，具体涉及一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理方法及系统，更具体涉及一种面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存管理方法及系统。
技术介绍
作为一种将通用处理器(GPP, General Purpose Processors)的灵活性和专用集成电路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)的高效性相结合的计算体系 结构，可重构计算架构近些年来在嵌入式系统设计方面获得了越来越广泛的关注，其主要的应用领域包括多媒体处理、移动通信、数字信号处理、数据加解密等。粒度是指可重构系统中所包含的基本运算单元的数据位宽度，它决定了可重构系统的数据处理能力。一般将粒度不超过4位的称为细粒度，大于4位的称为粗粒度。根据计算粒度的不同，可重构系统可分为细粒度可重构系统和粗粒度可重构系统。由于是从运算层级对计算单元进行配置，粗粒度可重构系统与细粒度可重构系统相比，能显著减少系统重构的开销。随着媒体应用的性能要求和计算复杂度越来越高，粗粒度可重构架构的计算资源也成倍增加，一些架构使用了多个可重构阵列来完成这些应用。然而，在计算资源增加的同时，重构过程所需的配置信息量也随之进一步增大，导致系统的重构开销进一步增长，严重影响系统的整体性能。在粗粒度可重构系统的设计中，配置信息缓存的结构及管理方法是其中的一项关键技术，决定了系统动态重构的效率。而传统粗粒度可重构系统中的配置信息缓存管理方法多是参照通用处理器系统的指令缓存管理方法，没有考虑可重构系统硬件结构及具体应用算法的特点，使得系统有限的配置信息传输能力与强大的运算能力不匹配，无法满足应用算法苛刻的高性能需求。
技术实现思路
专利技术目的针对上述现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理方法及系统，以提高大规模粗粒度可重构系统的动态重构效率。技术方案为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的第一种技术方案为一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统，包括流媒体处理器模块、配置信息预取FIFO (FirstInput First Output,先入先出队列)模块、配置信息存储单元和缓存控制器模块；所述流媒体处理器模块用于解析从外部存储器取得的码流中的宏块，生成处理该宏块时所需子任务对应的配置信息索引，并将该配置信息索引输出到配置信息预取FIFO模块；所述配置信息索引包括配置信息在外部存储器中的地址(简称“配置信息地址”)及使用该配置信息的可重构阵列编号(简称“目标可重构阵列编号”);所述配置信息预取FIFO模块用于依次存储所述流媒体处理器模块生成的配置信息索引，为配置信息存储单元中的配置信息的替换提供依据；所述配置信息存储单元用于缓存从外部存储器中取到的配置信息；所述缓存控制器模块用于从配置信息预取FIFO模块中取出一条配置信息索引，根据配置信息在外部存储器中的地址，判断所需的配置信息是否存在于所述配置信息存储单元中，若所需的配置信息在配置信息存储单元中已存在，则缓存控制器模块直接读取该配置信息；若所需的配置信息在配置信息存储单元中不存在，则缓存控制器模块从外部存储器中获取所需的配置信息，然后再将其缓存在配置信息存储单元中，最后将所需的配置信息发送至相应的可重构阵列。优选的，所述配置信息预取FIFO模块，包含N个FIFO单元，每个FIFO单元存储配置信息在外部存储器中的地址和使用该配置信息的可重构阵列编号。 优选的，所述配置信息存储单元，包含M个存储块，每个存储块存储配置信息在外部存储器中的地址、配置信息内容和配置信息优先级(简称“优先级”)。本专利技术采用的第二种技术方案为一种利用如上所述基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统的管理方法，包括如下步骤(I)生成配置信息索引流媒体处理器通过预先解析从外部存储器取得的码流中的宏块，生成处理该宏块时所需子任务对应的配置信息索引，并将该配置信息索引输出到配置信息预取FIFO模块；所述配置信息索引包括配置信息在外部存储器中的地址及使用该配置信息的可重构阵列编号；(2)搜索、读取和替换配置信息缓存控制器模块从配置信息预取FIFO模块中取出一条配置信息索引，根据配置信息在外部存储器中的地址，在配置信息存储单元中搜索所需的配置信息，若所需的配置信息在配置信息存储单元中已存在，则缓存控制器模块直接读取该配置信息；若所需的配置信息在配置信息存储单元中不存在，则从外部存储器中获取所需的配置信息，然后再将其缓存在配置信息存储单元中，并对配置信息存储单元中的配置信息进行替换；(3)发送配置信息所述缓存控制器模块将读取的配置信息依次发送给相应的可重构阵列。优选的，所述对配置信息存储单元中的配置信息进行替换为用所需的配置信息替换配置信息存储单元中优先级最低的一套配置信息。更优选的，所述配置信息的优先级为当前时刻配置信息在外部存储器中的地址在配置信息预取FIFO模块中出现的次数。更优选的，所述优先级在配置信息替换之前进行更新。优选的，所述配置信息预取FIFO模块，包含N个FIFO单元，每个FIFO单元存储配置信息在外部存储器中的地址和使用该配置信息的可重构阵列编号。优选的，所述配置信息存储单元，包含M个存储块，每个存储块存储配置信息在外部存储器中的地址、配置信息内容和配置信息优先级。优选的，还包括步骤(4):重复步骤(I)至步骤(3)，直至所有配置信息都发送完毕，完成其功能的重构。有益效果本专利技术通过提供面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统，在读取配置信息时减少对外部存储器的访问次数，从而减少配置信息的传输时间。并提供了相应的配置信息缓存管理方法，运用基于优先级的替换策略，采用三级流水模式，改变了传统的粗粒度可重构系统中配置缓存的管理方式，从而提高了大规模粗粒度可重构系统的动态重构效率。附图说明图I为本专利技术实施例所述的面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存的结构示意图；图2为图I所示的面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存中配置信息预取FIFO模块中配置信息索引的存储格式示意图；图3为图I所示的面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存中配置信息存储单元中的配置信息的存储格式示意图；图4为本专利技术实施例所述的面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存管理方法的流程图； 图5为本专利技术实施例所述的面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存的应用连接图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图I所示，面向媒体处理的可重构系统中基于预先解码分析的配置信息缓存，包括流媒体处理器模块用于解析从外部存储器取得的码流中的宏块，生成处理该宏块时所需子任务对应的配置信息索引；配置信息预取FIFO模块用于依次存储流媒体处理器模块生成的配置信息索引；配置信息存储单元用于缓存从外部存储器中取到的配置信息；缓存控制器模块用于检索和替换配置信息存储单元中的配置信息，并将所需的配置信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于预先解码分析的配置信息缓存管理系统，其特征在于：包括流媒体处理器模块、配置信息预取FIFO模块、配置信息存储单元和缓存控制器模块；所述流媒体处理器模块：用于解析从外部存储器取得的码流中的宏块，生成处理该宏块时所需子任务对应的配置信息索引，并将该配置信息索引输出到配置信息预取FIFO模块；所述配置信息索引包括配置信息在外部存储器中的地址及使用该配置信息的可重构阵列编号；所述配置信息预取FIFO模块：用于依次存储所述流媒体处理器模块生成的配置信息索引，为配置信息存储单元中的配置信息的替换提供依据；所述配置信息存储单元：用于缓存从外部存储器中取到的配置信息；所述缓存控制器模块：用于从配置信息预取FIFO模块中取出一条配置信息索引，根据配置信息在外部存储器中的地址，判断所需的配置信息是否存在于所述配置信息存储单元中，若所需的配置信息在配置信息存储单元中已存在，则缓存控制器模块直接读取该配置信息；若所需的配置信息在配置信息存储单元中不存在，则缓存控制器模块从外部存储器中获取所需的配置信息，然后再将其缓存在配置信息存储单元中，最后将所需的配置信息发送至相应的可重构阵列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹏，刘波，蔡勇，齐志，杨锦江，杨军，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：