專利名稱：采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理器設(shè)計領(lǐng)域，特別是涉及采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操 作的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
制造工藝的進(jìn)步、應(yīng)用軟件的驅(qū)動以及單核處理器的功耗、散熱問題，都促使了 多核處理器的出現(xiàn)，然而，它并沒有解決影響傳統(tǒng)處理器性能的關(guān)鍵問題之一——存儲墻 (Memory Wall)問題。即，處理器的速度每年增長60%，而存儲器存取延遲每年僅改善7%， 導(dǎo)致處理器的計算速度和存儲器的訪問速度差距越來越大。因此，一種更加有效的存儲結(jié) 構(gòu)組織，對于處理器的設(shè)計至關(guān)重要。Cache結(jié)構(gòu)的引入正是為了緩解訪存的壓力，包括多核結(jié)構(gòu)中的私有Cache和共 享Cache。如SUN SPARC T1/T2處理器采用的私有一級Cache和共享二級Cache ；而為了更好 的利用程序訪存的局部性，減少片外訪存，也可以設(shè)置程序員可控的片上存儲(Scratchpad Memory，SPM)，如IBM Cell處理器中的SPE Local Stores。但是，單一采用Cache的方式， 雖然可以緩存內(nèi)存中的所有內(nèi)容，卻不可避免會發(fā)生替換，依然帶來了片外訪存的延遲。而 只有程序員可控的片上存儲，無法將更多的內(nèi)容映射到片上，更多的時候還是需要片外訪 存。所以，如果一個存儲裝置對于Cache和SPM的優(yōu)點兼而有之，就是一種比較好的實 現(xiàn)方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)及 方法，其能夠更好的發(fā)揮片上存儲的功能，減少片外訪存，降低小核計算部件等待數(shù)據(jù)的時 間，進(jìn)而更好的體現(xiàn)出多核處理器計算能力強(qiáng)的優(yōu)勢，提高程序運行的性能。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供的一種可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述片 上存儲能夠根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點作為Cache或者SPM使用，所述片上存儲，包括配置模塊，用于根據(jù)不同應(yīng)用程序的計算特點和對SPM或Cache的空間大小的要 求，多模式地配置所述片上存儲。所述配置模塊，包括配置判斷模塊，用于根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲裝置進(jìn) 行配置，若是，則觸發(fā)模式判斷模塊；否則，不對所述片上存儲裝置進(jìn)行配置，而將其作為 Cache使用；模式判斷模塊，用于判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則觸 發(fā)細(xì)粒度配置模塊；否則，觸發(fā)粗粒度配置模塊；粗粒度配置模塊，用于以路為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置，每一路對應(yīng)一位標(biāo) 志位，標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為0表示是Cache ；
細(xì)粒度配置模塊，用于以緩沖行為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置。所述粗粒度配置模塊，將一片4路組相聯(lián)的SRAM中1路，2路或3路配置成SPM使 用，并至少要留一路作為Cache使用。所述粗粒度配置模塊，將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配 置寄存器，低四位代表標(biāo)志位。所述細(xì)粒度配置模塊，是將一片4路組相聯(lián)的SRAM，每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用 低七位來代表本路有多少緩沖行為單位被配置成SPM，同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0 路開始配置的原則。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的還提供一種可配置的片上存儲裝置的配置方法，所述配置方 法，包括下列步驟步驟010.根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲進(jìn)行配置，若是， 則執(zhí)行步驟020 ；否則，不對所述片上存儲進(jìn)行配置，而將其作為Cache使用；步驟020.判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則執(zhí)行步驟 030 ；否則，執(zhí)行步驟340 ；步驟030.細(xì)粒度配置以緩沖行為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置；步驟040.粗粒度配置以路為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置，每一路對應(yīng)一位標(biāo) 志位,標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為0表示是Cache。 所述步驟040中，將一片4路組相聯(lián)的SRAM中1路，2路或3路配置成SPM使用， 并至少要留一路作為Cache使用。所述步驟040中，將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配置寄 存器，低四位代表標(biāo)志位。所述步驟030中，將一片4路組相聯(lián)的SRAM，每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用低七位 來代表本路有多少緩沖行為單位被配置成SPM，同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0路開始 配置的原則。所述標(biāo)志位默認(rèn)狀態(tài)下為0000，需要進(jìn)行配置的時候，使用專門寫CPO寄存器的 MTCO指令，將標(biāo)志位置成0001，0011，0111 ；當(dāng)作為SPM使用完后，還需要將標(biāo)志寄存器清 零，再次執(zhí)行MTCO指令，寫入的數(shù)據(jù)為0。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的還提供一種采用所述的可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操 作的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)，包括訪存地址生成模塊，接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷地址所屬的 空間，以區(qū)分是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問，并將所述訪存操作發(fā)送到訪存隊列模塊；訪存隊列模塊，接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，根據(jù)該操作是本地訪問 還是遠(yuǎn)程訪問，將其按序發(fā)出，如果是本地訪問，則發(fā)送到所述片上存儲；如果是遠(yuǎn)程訪問， 則發(fā)送給接口模塊；所述片上存儲，是根據(jù)應(yīng)用程序本身的特點和計算需求進(jìn)行配置，作為Cache或 者SPM使用；選擇模塊，用于將從所述片上存儲中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、選擇。接口模塊，作為每個處理器核的對外接口，收發(fā)消息，并負(fù)責(zé)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的還提供一種采用所述可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作 的方法，所述方法，包括下列步驟步驟100.接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷地址所屬的空間，以 區(qū)分是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問；步驟200.接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，判斷該操作是本地訪問還是 遠(yuǎn)程訪問，如果是本地訪問，則執(zhí)行步驟300 ；如果是遠(yuǎn)程訪問，則執(zhí)行步驟500 ；步驟300.判斷當(dāng)前片上存儲SRAM是否作為Cache使用，若是，則執(zhí)行步驟400 ； 否則，作為SPM使用，則直接選擇正確的數(shù)據(jù)寫回；步驟400.判斷將從片上存儲SRAM中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，然后選擇正確的數(shù)據(jù) 寫回；步驟500.封裝要發(fā)出的消息發(fā)送給遠(yuǎn)程處理器核，實現(xiàn)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。本發(fā)明的有益效果是解決多核訪存的效率問題，更好的發(fā)揮片上存儲的功能，減 少片外訪存，降低小核計算部件等待數(shù)據(jù)的時間，進(jìn)而更好的體現(xiàn)出多核處理器計算能力 強(qiáng)的優(yōu)勢，提高程序運行的性能。


圖1是本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置的配置方法的步驟流程圖；圖3是本發(fā)明中對一片4路(way)組相聯(lián)的片上存儲以路(way)為粒度進(jìn)行配置 的示意圖；圖4是本發(fā)明中對一片4路(way)組相聯(lián)的片上存儲以緩沖行(cacheline)為粒 度進(jìn)行配置的示意圖；圖5是本發(fā)明中采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的采用所述可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的方法的步驟流 程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明的采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)及方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng) 當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)及方法，針對應(yīng)用程序 的計算特點，提供了對片上存儲的多種模式的配置方法，在默認(rèn)情況下，存儲器作為Cache 使用，對程序員是透明的；如果應(yīng)用程序會產(chǎn)生大量中間計算結(jié)果，而這些結(jié)果會作為后續(xù) 計算的源數(shù)據(jù)，則為了提高程序執(zhí)行的性能，可以通過配置，使其成為一塊可控的空間，顯 示存放這些中間生成的數(shù)據(jù)，以能更好的發(fā)揮片上存儲的功能，減少片外訪存，降低小核計 算部件等待數(shù)據(jù)的時間，進(jìn)而更好的體現(xiàn)出多核處理器計算能力強(qiáng)的優(yōu)勢，提高程序運行 的性能。下面結(jié)合上述目標(biāo)詳細(xì)介紹本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置，所述片上存儲既可 以作為Cache使用，此時對程序員是透明的；也可以作為SPM使用，此時對程序員是可控的。圖1是本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述裝置，包括所述片上存儲裝置中包括一配置模塊31，用于根據(jù)不同應(yīng)用程序的計算特點和對 SPM或Cache的空間大小的要求，多模式地配置所述片上存儲；所述配置模塊31，包括配置判斷模塊311，用于根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲進(jìn) 行配置，若是，則觸發(fā)模式判斷模塊312 ；否則，不對所述片上存儲進(jìn)行配置，而將其作為 Cache使用；模式判斷模塊312，用于判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則 觸發(fā)細(xì)粒度配置模塊314 ；否則，觸發(fā)粗粒度配置模塊313 ；粗粒度配置模塊313，用于以路(way)為單位進(jìn)行配置，對于一片4路組相聯(lián)的 SRAM，可以將1路，2路或3路配置成SPM使用，但不能將4路完全配置，因為至少要留一路 作為Cache使用。在這種配置方式中，每一路對應(yīng)一位標(biāo)志位，標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志 位為0表示是Cache，將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配置寄存器， 低四位代表標(biāo)志位；細(xì)粒度配置模塊314，用于以緩沖行(cacheline)為單位進(jìn)行配置，對于一片4路 (way)組相聯(lián)的SRAM，一路的大小為128x32x8bits，為每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用低七位 來代表本路有多少緩沖行(cacheline)被配置成SPM。同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0 路開始配置的原則。因為第3路要保留作為Cache使用，所以，這種情況下，最大可用的SPM 空間仍然為前三路。相應(yīng)于本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置，還提供可配置的片上存儲裝置的配置方 法，所述配置方法，是根據(jù)不同應(yīng)用程序的不同計算特點，提供了對片上存儲的多種模式的 配置方法，在默認(rèn)情況下，存儲器作為Cache使用，對程序員是透明的；如果應(yīng)用程序會產(chǎn) 生大量中間計算結(jié)果，而這些結(jié)果會作為后續(xù)計算的源數(shù)據(jù)，則為了提高程序執(zhí)行的性能， 可以通過配置，使其成為一塊可控的空間，顯示存放這些中間生成的數(shù)據(jù)，以能更好的發(fā)揮 片上存儲的功能，減少片外訪存，降低小核計算部件等待數(shù)據(jù)的時間，進(jìn)而更好的體現(xiàn)出多 核處理器計算能力強(qiáng)的特點，提高程序運行的性能。因為每路Cache大小為4KB，如果按照路來配置的話，只能得到4K，8K或12K的SPM 空間。而按緩沖行(cacheline)來配置的話，則可以得到從0K-12K任意大小的SPM空間。 所以，當(dāng)對SPM或Cache的空間大小的需求比較隨意的情況下，可以采用粗粒度配置；當(dāng)根 據(jù)數(shù)據(jù)量的需求，需要對SPM或Cache的空間作更為細(xì)致的劃分時，則采用細(xì)粒度配置。舉 例來說，我們的SRAM的大小為16Kbytes，4路(way)組相聯(lián)，每路4Kbytes。通過粗粒度配 置，我們只能得到4K，8K，或12K的SPM存儲空間。根據(jù)計算需求，如果數(shù)據(jù)存儲需要6K，9K， IlK等大小空間時，雖然我們可以近似后用粗粒度的配置方法，但為了充分利用片上存儲資 源，這時建議程序員通過細(xì)粒度配置。比如矩陣乘運算，根據(jù)計算數(shù)據(jù)量的大小，可以選擇 不同的配置模式。圖2是本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置的配置方法的步驟流程圖，圖3是本發(fā)明 中對一片4路(way)組相聯(lián)的片上存儲以路(way)為粒度進(jìn)行配置的示意圖，(其中，陰影 部分表示SPM存儲空間，空白部分表示Cache存儲空間)圖4是本發(fā)明中對一片4路(way) 組相聯(lián)的片上存儲以緩沖行(cacheline)為粒度進(jìn)行配置的示意圖(其中，陰影部分表示SPM存儲空間，空白部分表示Cache存儲空間)，如圖2、圖3和圖4所示，根據(jù)不同應(yīng)用程序 的計算特點和對SPM或Cache的空間大小的要求，多模式地配置所述片上存儲，所述配置方 法，包括下列步驟步驟010.根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲進(jìn)行配置，若是， 則執(zhí)行步驟020 ；否則，不對所述片上存儲進(jìn)行配置，而將其作為Cache使用；根據(jù)應(yīng)用程序的計算需求判斷是否對片上SRAM進(jìn)行配置，配置成程序員可控的 SPM存儲空間。SPM空間除了程序員可見外，不同的核之間也可以互相訪問，這樣，當(dāng)有數(shù)據(jù) 交換的時候，一個核直接去另一個核的SPM空間讀取，從而避免了片外訪存，降低了訪存延 遲，提高了效率。正因為有這樣的好處，建議程序員，當(dāng)應(yīng)用程序不同的線程產(chǎn)生中間數(shù)據(jù)， 并需要交換的時候，就可以把片上存儲配置成SPM使用。比如LU分解，每個線程算完一部 分?jǐn)?shù)據(jù)后，將跟其它線程交換數(shù)據(jù)，這時，為了提交效率，就可以采用SPM存儲中間結(jié)果。步驟020.判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則執(zhí)行步驟 030 ；否則，執(zhí)行步驟340 ；步驟030.細(xì)粒度配置以緩沖行(cacheline)為單位進(jìn)行配置，對于一片4路 (way)組相聯(lián)的SRAM，一路的大小為128x32x8bits，為每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用低七位 來代表本路有多少緩沖行(cacheline)被配置成SPM。同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0 路開始配置的原則。因為第3路要保留作為Cache使用，所以，這種情況下，最大可用的SPM 空間仍然為前三路。步驟040.粗粒度配置以路(way)為單位進(jìn)行配置，對于一片4路組相聯(lián)的SRAM， 可以將1路，2路或3路配置成SPM使用，但不能將4路完全配置，因為至少要留一路作為 Cache使用。在這種配置方式中，每一路對應(yīng)一位標(biāo)志位，標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為 0表示是Cache，將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配置寄存器，低四 位代表標(biāo)志位。默認(rèn)情況下，標(biāo)志位為0000，需要進(jìn)行配置的時候，使用專門寫CPO寄存器的MTCO 指令，可以將標(biāo)志位置成0001，0011，0111。當(dāng)作為SPM使用完后，還需要將標(biāo)志寄存器清 零，再次執(zhí)行MTCO指令，寫入的數(shù)據(jù)為0即可。SPM存儲空間主要是用來存放程序運行的中間結(jié)果，用以共享、交換數(shù)據(jù)等，可以 減少片外訪存。如果應(yīng)用程序在執(zhí)行過程中只對數(shù)據(jù)作一次計算，則可以一開始就把數(shù)據(jù) 讀入SPM存儲中，然后直接進(jìn)行計算，這種情況適用于靜態(tài)配置；如果應(yīng)用程序在執(zhí)行過程 中，會對數(shù)據(jù)進(jìn)行多次計算，且計算中會產(chǎn)生中間結(jié)果，中間結(jié)果需要先匯總，再計算的，則 建議在程序的執(zhí)行過程中根據(jù)計算過程進(jìn)行動態(tài)配置。靜態(tài)配置程序運行前進(jìn)行配置。這種配置方法適用于在整個過程中，SPM都要被 用到的情況。動態(tài)配置程序運行過程中進(jìn)行配置。這種配置，在配置前要先寫回Cache的內(nèi) 容。即，一開始，片上存儲是作為Cache使用的，運行到某個時刻，程序需要讀寫SPM空間， 此時，先執(zhí)行刷Cache操作，將Cache中dirty的數(shù)據(jù)寫回到共享Cache，然后寫配置寄存器 進(jìn)行配置。相應(yīng)于本發(fā)明的可配置的片上存儲裝置，還提供采用所述可配置的片上存儲裝置 實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)，圖5是本發(fā)明中采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的后續(xù)說明均基于圖5給出的系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。對圖5中各部分簡要描述如下訪存地址生成模塊(Memaddr)I,接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷 地址所屬的空間，以區(qū)分是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問，并將所述訪存操作發(fā)送到訪存隊列模 塊2;訪存隊列模塊(LSQ) 2，接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，根據(jù)該操作是本 地訪問還是遠(yuǎn)程訪問，將其按序發(fā)出。如果是本地訪問，則發(fā)送到片上存儲SRAM(Cache/SPM)3 ；如果是遠(yuǎn)程訪問，則發(fā) 送給接口模塊(Adapter) 5 ；片上存儲SRAM(Cache/SPM)3，既可以作為Cache使用，此時對程序員是透明的；也 可以作為SPM使用，此時對程序員是可控的。在使用前，要根據(jù)應(yīng)用程序本身的特點和計算需求采用本發(fā)明的多模式的配置方 法對其進(jìn)行配置。當(dāng)對SPM或Cache的空間大小的要求不嚴(yán)格時，往往采用粗粒度配置；當(dāng)對SPM或 Cache的空間大小的要求嚴(yán)格時，要采用細(xì)粒度配置。舉例來說，假設(shè)我們的SRAM的大小為 16Kbytes,4路組相聯(lián)，每路4Kbytes。通過粗粒度配置，我們只能得到4K，8K，或12K的SPM 存儲空間。根據(jù)計算需求，如果數(shù)據(jù)存儲需要6K，9K，IlK等大小空間時，雖然我們可以近似 后用粗粒度的配置方法，但為了充分利用片上存儲資源，這時建議程序員通過細(xì)粒度配置。 比如矩陣乘運算，根據(jù)計算數(shù)據(jù)量的大小，可以選擇不同的配置模式。SPM存儲空間主要是用來存放程序運行的中間結(jié)果，用以共享、交換數(shù)據(jù)等，可以 減少片外訪存。如果應(yīng)用程序在執(zhí)行過程中只對數(shù)據(jù)作一次計算，則可以一開始就把數(shù)據(jù) 讀入SPM存儲中，然后直接進(jìn)行計算，這種情況適用于靜態(tài)配置；如果應(yīng)用程序在執(zhí)行過程 中，會對數(shù)據(jù)進(jìn)行多次計算，且計算中會產(chǎn)生中間結(jié)果，中間結(jié)果需要先匯總，再計算的，則 建議在程序的執(zhí)行過程中根據(jù)計算過程進(jìn)行動態(tài)配置。選擇模塊(Dtagcmp)4 將從片上存儲SRAM103中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、選擇。如果是作為Cache使用，則首先看是否命中，然后選擇正確的數(shù)據(jù)寫回。如果作為 SPM使用，則直接選擇正確的數(shù)據(jù)寫回即可，因為SPM中的數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)中的唯一備份，如 果訪問，一定是命中的。接口模塊(Adapter) 5，作為每個處理器核的對外接口，收發(fā)消息。封裝要發(fā)出的消 息，解析收到的消息。并負(fù)責(zé)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。相應(yīng)于本發(fā)明的采用所述可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)，還提供一 種采用所述可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的方法，圖6是本發(fā)明的采用所述可配置 的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的方法的步驟流程圖，如圖6所示，所述方法包括下列步驟步驟100.接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷地址所屬的空間，以 區(qū)分是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問；步驟200.接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，判斷該操作是本地訪問還是 遠(yuǎn)程訪問，如果是本地訪問，則執(zhí)行步驟300 ；如果是遠(yuǎn)程訪問，則執(zhí)行步驟500 ；步驟300.判斷當(dāng)前片上存儲SRAM是否作為Cache使用，若是，則執(zhí)行步驟400 ； 否則，作為SPM使用，則直接選擇正確的數(shù)據(jù)寫回即可。(因為SPM中的數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)中的唯一備份，如果訪問，一定是命中的。)步驟400.判斷將從片上存儲SRAM中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，然后選擇正確的數(shù)據(jù) 寫回；如果是作為Cache使用，則首先看是否命中，然后選擇正確的數(shù)據(jù)寫回。步驟500.封裝要發(fā)出的消息發(fā)送給遠(yuǎn)程處理器核(也有可能是發(fā)往L2Cache或 同步管理器SyncManager的操作)，實現(xiàn)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。本發(fā)明的有益效果是解決多核訪存的效率問題，更好的發(fā)揮片上存儲的功能，減 少片外訪存，降低小核計算部件等待數(shù)據(jù)的時間，進(jìn)而更好的體現(xiàn)出多核處理器計算能力 強(qiáng)的優(yōu)勢，提高程序運行的性能。通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征對本領(lǐng)域的 技術(shù)人員而言是顯而易見的。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述和說明，這些實施例應(yīng)被認(rèn)為其只是示例 性的，并不用于對本發(fā)明進(jìn)行限制，本發(fā)明應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求進(jìn)行解釋。
權(quán)利要求
一種可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述片上存儲能夠根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點作為Cache或者SPM使用，所述片上存儲，包括配置模塊，用于根據(jù)不同應(yīng)用程序的計算特點和對SPM或Cache的空間大小的要求，多模式地配置所述片上存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述配置模塊，包括 配置判斷模塊，用于根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲裝置進(jìn)行配置，若是，則觸發(fā)模式判斷模塊；否則，不對所述片上存儲裝置進(jìn)行配置，而將其作為Cache 使用；模式判斷模塊，用于判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則觸發(fā)細(xì) 粒度配置模塊；否則，觸發(fā)粗粒度配置模塊；粗粒度配置模塊，用于以路為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置，每一路對應(yīng)一位標(biāo)志位， 標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為0表示是Cache ；細(xì)粒度配置模塊，用于以緩沖行為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述粗粒度配置模塊， 將一片4路組相聯(lián)的SRAM中1路，2路或3路配置成SPM使用，并至少要留一路作為Cache 使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述粗粒度配置模塊， 將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配置寄存器，低四位代表標(biāo)志位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可配置的片上存儲裝置，其特征在于，所述細(xì)粒度配置模塊， 是將一片4路組相聯(lián)的SRAM，每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用低七位來代表本路有多少緩沖 行為單位被配置成SPM，同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0路開始配置的原則。
6.一種可配置的片上存儲裝置的配置方法，其特征在于，所述配置方法，包括下列步驟步驟010.根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲進(jìn)行配置，若是，則執(zhí) 行步驟020 ；否則，不對所述片上存儲進(jìn)行配置，而將其作為Cache使用；步驟020.判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則執(zhí)行步驟030 ；否 則，執(zhí)行步驟340;步驟030.細(xì)粒度配置以緩沖行為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置； 步驟040.粗粒度配置以路為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置，每一路對應(yīng)一位標(biāo)志 位，標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為0表示是Cache。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可配置的片上存儲裝置的配置方法，其特征在于，所述步驟 040中，將一片4路組相聯(lián)的SRAM中1路，2路或3路配置成SPM使用，并至少要留一路作 為Cache使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可配置的可配置的片上存儲裝置的配置方法，其特征在于， 所述步驟040中，將MIPS指令集體系結(jié)構(gòu)中保留的21號CPO寄存器作為配置寄存器，低四 位代表標(biāo)志位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可配置的可配置的片上存儲裝置的配置方法，其特征在于， 所述步驟030中，將一片4路組相聯(lián)的SRAM，每路設(shè)置一個標(biāo)志寄存器，用低七位來代表本 路有多少緩沖行為單位被配置成SPM，同時，也遵循配置空間連續(xù)、從第0路開始配置的原則。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可配置的可配置的片上存儲裝置的配置方法，其特征在于， 所述標(biāo)志位默認(rèn)狀態(tài)下為0000，需要進(jìn)行配置的時候，使用專門寫CPO寄存器的MTCO指令， 將標(biāo)志位置成0001，0011，0111 ；當(dāng)作為SPM使用完后，還需要將標(biāo)志寄存器清零，再次執(zhí)行 MTCO指令，寫入的數(shù)據(jù)為0。
11.采用權(quán)利要求1所述的可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)，包括訪存地址生成模塊，接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷地址所屬的空 間，以區(qū)分是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問，并將所述訪存操作發(fā)送到訪存隊列模塊；訪存隊列模塊，接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，根據(jù)該操作是本地訪問還是 遠(yuǎn)程訪問，將其按序發(fā)出，如果是本地訪問，則發(fā)送到所述片上存儲；如果是遠(yuǎn)程訪問，則發(fā) 送給接口模塊；所述片上存儲，是根據(jù)應(yīng)用程序本身的特點和計算需求進(jìn)行配置，作為Cache或者SPM 使用；選擇模塊，用于將從所述片上存儲中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、選擇；接口模塊，作為每個處理器核的對外接口，收發(fā)消息，并負(fù)責(zé)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。
12.—種采用所述可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的方法，其特征在于，所述方 法，包括下列步驟步驟100.接收一個訪存操作，生成相應(yīng)的訪存地址，并判斷地址所屬的空間，以區(qū)分 是本地訪問，還是遠(yuǎn)程訪問；步驟200.接收所述訪存操作并送入訪存操作隊列，判斷該操作是本地訪問還是遠(yuǎn)程 訪問，如果是本地訪問，則執(zhí)行步驟300 ；如果是遠(yuǎn)程訪問，則執(zhí)行步驟500 ；步驟300.判斷當(dāng)前片上存儲SRAM是否作為Cache使用，若是，則執(zhí)行步驟400 ；否則， 作為SPM使用，則直接選擇正確的數(shù)據(jù)寫回；步驟400.將從片上存儲SRAM中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，然后選擇正確的數(shù)據(jù)寫回；步驟500.封裝要發(fā)出的消息發(fā)送給遠(yuǎn)程處理器核，實現(xiàn)對SPM的遠(yuǎn)程讀寫操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用可配置的片上存儲裝置實現(xiàn)訪存操作的系統(tǒng)及方法。所述可配置的片上存儲裝置的配置方法，包括下列步驟根據(jù)應(yīng)用程序的計算特點，判斷是否需要對片上存儲進(jìn)行配置，若是，則執(zhí)行步驟020；否則，不對所述片上存儲進(jìn)行配置，而將其作為Cache使用；判斷對SPM或Cache的空間大小的要求是否嚴(yán)格，若是，則細(xì)粒度配置以緩沖行為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置；否則，粗粒度配置以路為單位對所述片上存儲進(jìn)行配置，每一路對應(yīng)一位標(biāo)志位，標(biāo)志位為1表示是SPM，標(biāo)志位為0表示是Cache。
文檔編號G06F9/34GK101930357SQ201010256400
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者張 浩, 林偉, 范東睿, 范靈俊 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所