支持数据预取与重用的可重构系统技术方案

本发明专利技术公开了一种支持数据预取与重用的可重构系统，包括可重构阵列、数据预取与重用模块和数据流控制模块。数据预取与重用模块可以记录数据流访问行为，采用动态自启发的预取方法，同时结合传统的数据重用方法，能够实现如下两种访存管理方式：比较最近两次访存地址，动态计算得到预取地址，在数据传输的空隙，实现数据预取操作；缓存现有数据和预取数据，并判断最新的访存数据是否在重用数据空间，直接反馈缓存的数据。本发明专利技术可以达到良好的访存效率，同时可以避免复杂的硬件实现和对编译器的复杂要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于嵌入式可重构
，具体涉及一种支持数据预取与重用的可重构系统。
技术介绍
可重构系统因兼具硬件的高效率和软件的灵活性，是嵌入式媒体处理、无线通信等应用领域的理想架构选择。可重构阵列是可重构系统的主要运算部件，拥有海量的计算资源和充足的路由资源，通过对其运算单元的功能和路由进行合理配置，可以充分的发掘应用的数据并行性和指令并行性来提高性能。相对于通用处理器，可重构阵列在处理计算密集型应用方面的优势明显。媒体处理等计算密集型应用对数据通量的需求很大，在可重构阵列具有丰富计算资源的条件下，数据访存往往是制约其性能提高的瓶颈，因此能否提供足够大的有效带宽来匹配阵列的计算能力成为决定可重构阵列性能的关键因素。可重构系统通常拥有多种片上存储器，用于存储全局输入输出数据以及多个计算任务间的中间数据，并可以被阵列中具有访存功能的可重构单元访问。在用可重构系统进行计算密集型应用的加速时，阵列中的可重构单元会通过执行加载/存储操作对片上存储器进行大量的并行读写，而由于片上存储器的端口数限制会导致频繁的访存冲突，访存请求往往无法及时被处理，阵列在相当多的时间处于停顿状态。这导致可重构系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，该可重构系统包括可重构阵列（1）、数据预取与重用模块（2）和数据流控制模块（3）；所述可重构阵列（1）：通过其内部的可重构单元（4）执行的数据访问指令，向所述数据预取与重用模块（2）发出数据访问请求，并接收数据预取与重用模块（2）返回的数据；所述数据预取与重用模块（2）：用于接收并记录可重构阵列（1）发出的数据访问请求，根据所记录的数据访问请求动态生成预取地址；同时，接收并缓存预取到的数据和上一次被可重构阵列（1）访问过的地址和对应的数据，判断可重构阵列（1）当前所要访问的数据是否已被缓存，若已被缓存，则直接将该数据发送给可重构阵列（1），若没有...

【技术特征摘要】
1.一种支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，该可重构系统包括可重构阵列(I)、数据预取与重用模块(2 )和数据流控制模块(3 );所述可重构阵列(I):通过其内部的可重构单元(4)执行的数据访问指令，向所述数据预取与重用模块(2)发出数据访问请求，并接收数据预取与重用模块(2)返回的数据；所述数据预取与重用模块(2):用于接收并记录可重构阵列(I)发出的数据访问请求， 根据所记录的数据访问请求动态生成预取地址；同时，接收并缓存预取到的数据和上一次被可重构阵列(I)访问过的地址和对应的数据，判断可重构阵列(I)当前所要访问的数据是否已被缓存，若已被缓存，则直接将该数据发送给可重构阵列(I )，若没有被缓存，则把当前的数据访问请求发送给数据流控制模块(3)；所述数据流控制模块(3):用于接收所述数据预取与重用模块(2)发出的数据访问请求，对片上存储器进行实际的数据访问，然后将所取到的数据发送至数据预取与重用模块 (2)。2.根据权利要求1所述的支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，所述数据预取与重用模块(2)包括地址生成子模块(5)，用于地址比较并产生预取地址；数据预取子模块(6)，用于产生预取控制信号；数据重用子模块(7)，用于寄存当前数据和预取数据，判断访问地址反馈重用数据；以及逻辑控制子模块(8)，用于监视和控制预取和重用的工作过程；其中，所述地址生成子模块(5)与数据预取子模块(6)、数据重用子模块(7)和逻辑控制子模块(8)通信联接；数据预取子模块(6)与地址生成子模块(5)和逻辑控制子模块(8) 通信联接；数据重用子模块(7)与地址生成子模块(5)和逻辑控制子模块(8)通信联接。3.根据权利要求2所述的支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，所述地址生成子模块(5)根据逻辑控制子模块(8)发出的使能信号，连续记录可重构阵列(I)最近两次发起的数据访问地址，根据记录的地址进行一次减法和一次加法计算，动态生成预取地址，并将最近一次数据访问地址和预取地址输出给数据预取子模块(6)和数据重用子模块 (7)。4.根据权利要求2所述的支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，所述数据预取子模块(6)根据逻辑控制子模块(8)发出的使能信号，在数据流控制模块(3)的传输空闲阶段，根据地址生成子模块(5)产生的预取地址向数据流控制模块(3)发出数据访问请求。5.根据权利要求2所述的支持数据预取与重用的可重构系统，其特征在于，所述数据重用子模块(7)根据逻辑控制子模块(8)发出的使能信号，寄存当前数据和预取数据；同时，接收可重构阵列(4)下一次发出的数据访问地址并判断该地址所对应的数据是否已经被数据重用子模块(7)寄存，若已被寄存，则直接将该数据发送给可重构阵...

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