專利名稱：用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)和管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于嵌入式可重構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)和可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存管理的方法。
背景技術(shù)：
隨著FPGA可重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)，大大改變了傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)計(jì)的方法，可重構(gòu)計(jì)算作為一種新型時(shí)空域的計(jì)算模式，在嵌入式和高性能的計(jì)算領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。局部動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，代表了一種新的可重構(gòu)設(shè)計(jì)思想，大多由可重構(gòu)硬件和管理硬件功能重構(gòu)的可重構(gòu)配置控制單元構(gòu)成?？芍貥?gòu)配置控制單元，通過(guò)更新可重構(gòu)硬件上的配置信息，將算法應(yīng)用中所包含的各個(gè)子任務(wù)，映射到可重構(gòu)硬件中的各個(gè)計(jì)算單元上?？芍貥?gòu)硬件可以采用FPGA的細(xì)粒度邏輯單元，也可以是特定功能的粗粒度模塊，使得硬件功能的執(zhí)行更加靈活，軟硬件之間的鴻溝越發(fā)的不明顯，硬件任務(wù)可以根據(jù)需求像軟件任務(wù)一樣靈活的調(diào)用和配置。近年來(lái)，可重構(gòu)計(jì)算已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各類(lèi)工程應(yīng)用領(lǐng)域中，主要包括視頻圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)加密等。隨著各類(lèi)軟件應(yīng)用的要求越來(lái)越高，相應(yīng)的，對(duì)可重構(gòu)系統(tǒng)的性能要求也越來(lái)越高。例如，視頻解碼的需求指標(biāo)已達(dá)到IOSOp甚至以上，而采用IOSOp標(biāo)準(zhǔn)需要處理的碼流量，是采用Dl標(biāo)準(zhǔn)的碼流量的5倍。因此相應(yīng)的，與處理Dl標(biāo)準(zhǔn)的解碼應(yīng)用相比，在處理IOSOp標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可重構(gòu)系統(tǒng)的工作性能需要提高到前者的5倍。可重構(gòu)系統(tǒng)的工作性能由可重構(gòu)硬件的計(jì)算性能和重構(gòu)性能共同決定，計(jì)算性能反映各個(gè)子任務(wù)在可重構(gòu)硬件上的執(zhí)行效率，重構(gòu)性能反映在可重構(gòu)硬件上實(shí)現(xiàn)各個(gè)子任務(wù)功能切換的重構(gòu)效率。提高重構(gòu)性能的需求主要來(lái)自以下兩個(gè)方面一方面，為了提高可重構(gòu)系統(tǒng)的計(jì)算性能，可重構(gòu)系統(tǒng)中所包含的計(jì)算單元的規(guī)模不斷擴(kuò)大，因此可重構(gòu)系統(tǒng)中需要被重構(gòu)的計(jì)算單元的數(shù)目也越來(lái)越多。重構(gòu)過(guò)程所需的配置信息數(shù)據(jù)量進(jìn)一步增大，動(dòng)態(tài)重構(gòu)的時(shí)間也隨之增加。另一方面，為了最大化地利用可重構(gòu)系統(tǒng)中的硬件計(jì)算資源，各個(gè)計(jì)算單元的功能需要頻繁地被重構(gòu)，以在盡可能短的完成不同任務(wù)的映射，因此需要盡可能地減少動(dòng)態(tài)重構(gòu)的時(shí)間?？芍貥?gòu)硬件計(jì)算性能的提高，可以通過(guò)增加更多的計(jì)算單元、提高任務(wù)的計(jì)算并行度來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化可重構(gòu)系統(tǒng)重構(gòu)性能的關(guān)鍵是提高可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息的存取效率。但局部動(dòng)態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)如何利用算法應(yīng)用的特點(diǎn)來(lái)提高可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息的存取效率已經(jīng)成為了制約可重構(gòu)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)因素。在可重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)將配置信息暫存在片上的各個(gè)配置信息緩存中，以優(yōu)化配置信息的存取過(guò)程，因此配置信息緩存的管理方法決定了動(dòng)態(tài)重構(gòu)的效率。傳統(tǒng)的可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)為集中式，即所有的可重構(gòu)陣列共享一塊很大的配置信息緩存，或者分布式，即每個(gè)可重構(gòu)陣列緊耦合一塊很小的配置信息緩存。對(duì)于集中式的配置信息緩存結(jié)構(gòu)，共享的配置信息緩存會(huì)因?yàn)楸欢鄠€(gè)可重構(gòu)陣列訪問(wèn)而產(chǎn)生頻繁的訪問(wèn)沖突，從而造成配置信息存取的效率下降。對(duì)于分布式的配置信息緩存結(jié)構(gòu)，若干個(gè)配置信息緩存會(huì)因?yàn)楸４嫦嗤呐渲眯畔⒍斐膳渲眯畔⒕彺娴睦寐式档?。并且傳統(tǒng)的可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息緩存的管理方式不能通過(guò)利用算法的特點(diǎn)有效地使用配置信息緩存、提高配置信息的存取效率，從而限制了可重構(gòu)系統(tǒng)重構(gòu)性能以及工作性能的提升。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)和管理方法，以實(shí)現(xiàn)提高復(fù)雜的可重構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)效率的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的第一種技術(shù)方案為一種用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，包括層次化的配置信息緩存單元、片外存儲(chǔ)接口模塊和配置管理單元；所述層次化的配置信息緩存單元用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被某個(gè)或某幾個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息；所述片外存儲(chǔ)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)所述層次化的配置信息緩存單元與外部存儲(chǔ)器建立通信；所述配置管理單元用于管理可重構(gòu)陣列的重構(gòu)過(guò)程，包括將算法應(yīng)用中的各個(gè)子任務(wù)映射到某個(gè)可重構(gòu)陣列上，以及設(shè)置層次化配置信息緩存單元的優(yōu)先級(jí)策略；當(dāng)某個(gè)新的子任務(wù)被映射到可重構(gòu)陣列上時(shí)，這個(gè)可重構(gòu)陣列會(huì)根據(jù)所映射的子任務(wù)，加載相應(yīng)的配置信息以完成可重構(gòu)陣列的功能重構(gòu)。優(yōu)選的，所述層次化的配置信息緩存單元包括LI配置信息緩存、L2配置信息緩存以及L3配置信息緩存；所述LI配置信息緩存與單個(gè)可重構(gòu)陣列緊耦合，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)僅被某個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息；所述L2配置信息緩存與單個(gè)可重構(gòu)處理單元緊耦合，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被同一可重構(gòu)處理單元中多個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息；所述L3配置信息緩存可以被多個(gè)可重構(gòu)處理單元共享訪問(wèn)，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被多個(gè)可重構(gòu)處理單元中可重構(gòu)陣列使用的配置信息。優(yōu)選的，所述配置管理單元還設(shè)置層次化配置信息緩存單元的優(yōu)先級(jí)策略。優(yōu)選的，所述配置信息緩存單元包括配置信息存儲(chǔ)單元用于暫存可重構(gòu)陣列的配置信息；配置信息優(yōu)先級(jí)查找表單元用于存放配置信息的優(yōu)先級(jí)設(shè)置信息；配置緩存控制邏輯單元用于管理對(duì)配置信息存儲(chǔ)單元的讀取訪問(wèn)，以及配置信息存儲(chǔ)單元中配置信息的更新；配置信息輸入接口 用于接收外部輸入的配置信息，配置緩存控制邏輯單元將接收到的配置信息存放到配置信息存儲(chǔ)單元；配置信息輸出接口 用于外部模塊讀取配置信息存儲(chǔ)單元中的配置信息。優(yōu)選的，所述配置信息緩存單元還包括優(yōu)先級(jí)設(shè)置接口，用于初始化配置信息緩存單元中的優(yōu)先級(jí)設(shè)置，并將優(yōu)先級(jí)設(shè)置信息輸入所述配置信息優(yōu)先級(jí)查找表單元。本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案為一種利用如上所述的用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)的配置信息緩存管理的方法，將配置信息劃分為三級(jí)優(yōu)先級(jí)，并且基于三級(jí)優(yōu)先級(jí)的劃分機(jī)制，采用混合優(yōu)先級(jí)的管理策略；所述三級(jí)優(yōu)先級(jí)包括頻度優(yōu)先級(jí)，反映某套配置信息是否被頻繁地讀取，越頻繁則頻度優(yōu)先級(jí)越高；關(guān)聯(lián)度優(yōu)先級(jí)，反映各套配置信息之間是否存在調(diào)用關(guān)系，調(diào)用次數(shù)越多則關(guān)聯(lián)度優(yōu)先級(jí)越高；計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)，反映某套配置信息是否需要多個(gè)可重構(gòu)陣列共同完成，需要共同完成的可重構(gòu)陣列數(shù)量越多則計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)越高；所述混合優(yōu)先級(jí)的管理策略如下(I)對(duì)于頻度優(yōu)先級(jí)高并且計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)低的配置信息，優(yōu)先保留在LI配置信息緩存中；(2)對(duì)于頻度優(yōu)先級(jí)高并且計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)高的配置信息，首先判斷需要當(dāng)前配置信息的可重構(gòu)陣列是否在同一可重構(gòu)處理單元中，如果在，則當(dāng)前配置信息優(yōu)先保留在L2配置信息緩存中，如果不在，則當(dāng)前配置信息優(yōu)先保留在L2配置信息緩存和L3配置信息緩存中；(3)如果當(dāng)前配置信息與另外幾套配置信息存在高的關(guān)聯(lián)度優(yōu)先級(jí)，則一旦當(dāng)前配置信息被替換出配置信息緩存單元，則同時(shí)將另外的這幾套配置信息設(shè)置為優(yōu)先替換候補(bǔ)項(xiàng)。有益效果本發(fā)明通過(guò)提供一種可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存的混合優(yōu)先級(jí)管理方法及用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，針對(duì)算法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和算法在可重構(gòu)硬件上映射的特點(diǎn)，將配置信息的特點(diǎn)歸納為三級(jí)優(yōu)先級(jí)，并且基于三級(jí)的優(yōu)先級(jí)劃分機(jī)制，采用混合優(yōu)先級(jí)的管理策略，使得各級(jí)配置信息緩存的利用率提高、訪問(wèn)沖突降低、訪問(wèn)命中率提高。改變了傳統(tǒng)的可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存的管理方式，從而提高了復(fù)雜的可重構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為配置信息緩存的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存的工作過(guò)程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置管理的微處理器應(yīng)用連接圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖1所示，用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，包括層次化的配置信息緩存單元用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被某個(gè)或某幾個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息；片外存儲(chǔ)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)所述層次化的配置信息緩存單元與外部存儲(chǔ)器(即圖中的片外存儲(chǔ)器)建立通信；配置管理單元用于管理可重構(gòu)陣列的重構(gòu)過(guò)程，將算法應(yīng)用中的各個(gè)子任務(wù)映射到某個(gè)可重構(gòu)陣列上，從而可重構(gòu)陣列會(huì)根據(jù)所映射的子任務(wù)，加載相應(yīng)的配置信息以完成可重構(gòu)陣列的功能重構(gòu)。其中，各級(jí)配置信息緩存具有相似的硬件結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括配置信息存儲(chǔ)單元用于暫存可重構(gòu)陣列的配置信息；配置信息優(yōu)先級(jí)查找表單元用于存放配置信息的優(yōu)先級(jí)設(shè)置信息；配置緩存控制邏輯單元用于管理對(duì)配置信息存儲(chǔ)單元的讀取訪問(wèn)，以及配置信息存儲(chǔ)單元中配置信息的更新；配置信息輸入接口 用于接收外部輸入的配置信息，配置緩存控制邏輯單元會(huì)將接收到的配置信息存放到配置信息存儲(chǔ)單元；配置信息輸出接口 用于外部模塊讀取配置信息存儲(chǔ)單元內(nèi)暫存的配置信息；優(yōu)先級(jí)設(shè)置接口 用于初始化配置信息緩存中的優(yōu)先級(jí)設(shè)置。如圖3所示，可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存的工作過(guò)程，包括配置信息的加載和配置信息緩存的更新。其中，配置信息的加載過(guò)程包括如下5個(gè)步驟(I)所述配置管理單元在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，新的子任務(wù)映射到可重構(gòu)陣列；(2)可重構(gòu)陣列從LI配置信息緩存中讀取當(dāng)前映射子任務(wù)對(duì)應(yīng)的配置信息。如果當(dāng)前所需的配置信息在LI配置信息緩存中，則訪問(wèn)命中，直接讀取所需的配置信息并加載到可重構(gòu)陣列中，完成可重構(gòu)陣列的功能重構(gòu)；否則，訪問(wèn)不命中，則轉(zhuǎn)到步驟(3)；(3) LI配置信息緩存從L2配置信息緩存中讀取配置信息如果當(dāng)前所需的配置信息在L2配置信息緩存中，則訪問(wèn)命中，直接讀取所需的配置信息并且更新LI配置信息緩存，然后轉(zhuǎn)到步驟(2);否則，訪問(wèn)不命中，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；(4) L2配置信息緩存從L3配置信息緩存中讀取配置信息如果當(dāng)前所需的配置信息在L3配置信息緩存中，則訪問(wèn)命中，直接讀取所需的配置信息并且更新L2配置信息緩存，然后轉(zhuǎn)到步驟(3);否則，訪問(wèn)不命中，則轉(zhuǎn)到步驟(5)；(5)L3配置信息緩存從片外存儲(chǔ)器中讀取配置信息，并且更新L3配置信息緩存，然后轉(zhuǎn)到步驟(4)。如圖4所示，H. 264協(xié)議的高清數(shù)字視頻解碼(H. 264 1080pi30fpsHiPiLevel4)采用了本發(fā)明所提出的可重構(gòu)系統(tǒng)中配置信息緩存的混合優(yōu)先級(jí)管理方法及用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)H. 2641080pi30fps HiPiLevel4的高清視頻解碼要求。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括用作配置管理單元的ARM7TDMI處理器、可重構(gòu)處理單元、LI配置信息緩存、L2配置信息緩存、L3配置信息緩存、用作配置信息總線的AXI總線、片外存儲(chǔ)接口和用作片外存儲(chǔ)器的DDR SDRAM。選擇具有小型、快速、低能耗、編譯器支持好等優(yōu)點(diǎn)的ARM7TDMI處理器作為配置管理單元，用于控制系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)度和配置；L3配置信息緩存與L2配置信息緩存通過(guò)64bitAXI總線相連；L2配置信息緩存與LI配置信息緩存通過(guò)專用的訪問(wèn)接口互連，數(shù)據(jù)位寬為128bit ；L1配置信息緩存與可重構(gòu)陣列之間通過(guò)專用的訪問(wèn)接口互連，數(shù)據(jù)位寬為256bit ;外部存儲(chǔ)器選用最常用的嵌入式外部存儲(chǔ)器DDR SDRAM，支持64bit的數(shù)據(jù)訪問(wèn)位寬，具有良好的性價(jià)比以及能耗比；可重構(gòu)處理單元總共有兩個(gè)，每個(gè)可重構(gòu)處理單元中包含4個(gè)可重構(gòu)陣列，每個(gè)可重構(gòu)陣列均含有8X8個(gè)可重構(gòu)計(jì)算單元，每個(gè)計(jì)算單元可以支持單周期的16位算術(shù)操作和邏輯操作。對(duì)于該驗(yàn)證系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)的每個(gè)配置信息內(nèi)核的大小為2Kbit。配置信息緩存的容量設(shè)置為8塊LI配置信息緩存，每塊為IKbyte ；2塊L2配置信息緩存為，每塊為4Kbyte, I塊L3配置信息緩存,容量為8Kbyte,所以配置信息緩存的總?cè)萘繛閘X8+4X2+8Xl=32Kbyte。作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，設(shè)置了對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)1、對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)2。其中，對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)I中，即集中式配置信息緩存結(jié)構(gòu)，基于上述系統(tǒng)，去除系統(tǒng)中的LI配置信息緩存和L2配置信息緩存,僅保留L3配置信息緩存,并將容量設(shè)置為32Kbyte，緩存管理方法相似，更新策略為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的LRU策略(最近最少使用策略)。對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)2中，即分布式配置信息緩存結(jié)構(gòu)，基于上述系統(tǒng)，去除系統(tǒng)中的L2配置信息緩存和L3配置信息緩存，僅保留8塊LI配置信息緩存，并將每塊的容量設(shè)置為4Kbyte，所以總?cè)萘客瑯訛?2Kbyte，緩存管理方法相似，更新策略同樣為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的LRU策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同樣32Kbyte的配置信息緩存容量情況下，采用本發(fā)明提出的配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的配置信息緩存管理的方法，可重構(gòu)系統(tǒng)完成功能重構(gòu)的周期數(shù)，僅為對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)I和對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)2的30%以下，即重構(gòu)效率提高了 3倍以上。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括層次化的配置信息緩存單元、片外存儲(chǔ)接口模塊和配置管理單元； 所述層次化的配置信息緩存單元用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被某個(gè)或某幾個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息； 所述片外存儲(chǔ)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)所述層次化的配置信息緩存單元與外部存儲(chǔ)器建立通信； 所述配置管理單元用于管理可重構(gòu)陣列的重構(gòu)過(guò)程，包括將算法應(yīng)用中的各個(gè)子任務(wù)映射到某個(gè)可重構(gòu)陣列上，以及設(shè)置層次化配置信息緩存單元的優(yōu)先級(jí)策略；當(dāng)某個(gè)新的子任務(wù)被映射到可重構(gòu)陣列上時(shí)，這個(gè)可重構(gòu)陣列會(huì)根據(jù)所映射的子任務(wù)，加載相應(yīng)的配置信息以完成可重構(gòu)陣列的功能重構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層次化的配置信息緩存單元包括LI配置信息緩存、L2配置信息緩存以及L3配置信息緩存； 所述LI配置信息緩存與單個(gè)可重構(gòu)陣列緊耦合，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)僅被某個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息； 所述L2配置信息緩存與單個(gè)可重構(gòu)處理單元緊耦合，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被同一可重構(gòu)處理單元中多個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息； 所述L3配置信息緩存可以被多個(gè)可重構(gòu)處理單元共享訪問(wèn)，用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被多個(gè)可重構(gòu)處理單元中可重構(gòu)陣列使用的配置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述配置管理單元還設(shè)置層次化配置信息緩存單元的優(yōu)先級(jí)策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述配置信息緩存單元包括 配置信息存儲(chǔ)單元用于暫存可重構(gòu)陣列的配置信息； 配置信息優(yōu)先級(jí)查找表單元用于存放配置信息的優(yōu)先級(jí)設(shè)置信息； 配置緩存控制邏輯單元用于管理對(duì)配置信息存儲(chǔ)單元的讀取訪問(wèn)，以及配置信息存儲(chǔ)單元中配置信息的更新； 配置信息輸入接口 用于接收外部輸入的配置信息，配置緩存控制邏輯單元將接收到的配置信息存放到配置信息存儲(chǔ)單元； 配置信息輸出接口 用于外部模塊讀取配置信息存儲(chǔ)單元中的配置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述配置信息緩存單元還包括優(yōu)先級(jí)設(shè)置接口，用于初始化配置信息緩存單元中的優(yōu)先級(jí)設(shè)置，并將優(yōu)先級(jí)設(shè)置信息輸入所述配置信息優(yōu)先級(jí)查找表單元。
6.一種利用如權(quán)利要求2所述的用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)的配置信息緩存管理的方法，其特征在于，將配置信息劃分為三級(jí)優(yōu)先級(jí)，并且基于三級(jí)優(yōu)先級(jí)的劃分機(jī)制，采用混合優(yōu)先級(jí)的管理策略；所述三級(jí)優(yōu)先級(jí)包括頻度優(yōu)先級(jí)，反映某套配置信息是否被頻繁地讀?。魂P(guān)聯(lián)度優(yōu)先級(jí)，反映各套配置信息之間是否存在調(diào)用關(guān)系；計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)，反映某套配置信息是否需要多個(gè)可重構(gòu)陣列共同完成；所述混合優(yōu)先級(jí)的管理策略如下(I)對(duì)于頻度優(yōu)先級(jí)高并且計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)低的配置信息，優(yōu)先保留在LI配置信息緩存中；(2)對(duì)于頻度優(yōu)先級(jí)高并且計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)先級(jí)高的配置信息，首先判斷需要當(dāng)前配置信息的可重構(gòu)陣列是否在同一可重構(gòu)處理單元中，如果在，則當(dāng)前配置信息優(yōu)先保留在L2配置信息緩存中，如果不在，則當(dāng)前配置信息優(yōu)先保留在L2配置信息緩存和L3配 置信息緩存中；(3)如果當(dāng)前配置信息與另外幾套配置信息存在高的關(guān)聯(lián)度優(yōu)先級(jí)，則一旦當(dāng)前配置信息被替換出配置信息緩存單元，則同時(shí)將另外的這幾套配置信息設(shè)置為優(yōu)先替換候補(bǔ)項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息存儲(chǔ)的緩存結(jié)構(gòu)，包括層次化的配置信息緩存單元用于緩存一段時(shí)間內(nèi)可能被某個(gè)或某幾個(gè)可重構(gòu)陣列使用的配置信息；片外存儲(chǔ)接口模塊用于建立通信；配置管理單元用于管理可重構(gòu)陣列的重構(gòu)過(guò)程，將算法應(yīng)用中的各個(gè)子任務(wù)映射到某個(gè)可重構(gòu)陣列上，從而可重構(gòu)陣列會(huì)根據(jù)所映射的子任務(wù)，加載相應(yīng)的配置信息以完成可重構(gòu)陣列的功能重構(gòu)。從而提高了配置信息緩存的利用效率。并提供了可重構(gòu)系統(tǒng)配置信息緩存管理的方法，采用混合優(yōu)先級(jí)的緩存更新方法，改變了傳統(tǒng)的可重構(gòu)系統(tǒng)中各個(gè)配置信息緩存的管理方式，從而提高了復(fù)雜的可重構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)效率。
文檔編號(hào)G06F15/76GK103034617SQ20121053867
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者曹鵬, 劉波, 齊志, 楊錦江, 楊軍, 時(shí)龍興 申請(qǐng)人:東南大學(xué)