共享緩存單元2 ;對(duì)共享數(shù)據(jù)的消費(fèi)者，在消費(fèi)數(shù)據(jù)前，需要訪問(wèn)柵欄變量并獲取共享的讀鎖，以保證讀到最新的數(shù)據(jù)。
[0071]如圖7所示，假設(shè)i核為生產(chǎn)者，j、k核為消費(fèi)者，多核數(shù)據(jù)一致性的步驟為:
①?gòu)挠布絾卧?中選取一個(gè)柵欄，并設(shè)置柵欄數(shù)目為3;
②核i獲取寫鎖，核j、核k到達(dá)柵欄，等待核i到達(dá)柵欄；
③核i獲取寫鎖，到達(dá)柵欄等待核j、k到達(dá)柵欄；
④核1、j、k均到達(dá)柵欄，離開柵欄，完成了一次生產(chǎn)、消費(fèi)者之間的同步；
⑤核i獲取共享數(shù)據(jù)寫鎖，開始生產(chǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)生產(chǎn)完成，將最新的共享數(shù)據(jù)更新進(jìn)入GSC，并釋放寫鎖；
⑥核j、k作廢本地共享數(shù)據(jù)舊的備份，并獲取讀鎖，獲取讀鎖成功后，從GSC中獲得最新的共享數(shù)據(jù)，完成后釋放讀鎖。
[0072]上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于:包括多個(gè)DSP核(I)以及用于緩存片外存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的全局共享緩存單元(2)，各DSP核(I)分別通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)(4)連接所述全局共享緩存單元(2);每個(gè)所述DSP核(I)均包括并行的標(biāo)量存儲(chǔ)單元(U)、向量陣列存儲(chǔ)單元(12)，各所述DSP核(I)通過(guò)各自的標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11 )、向量陣列存儲(chǔ)單元(12 )進(jìn)行核內(nèi)數(shù)據(jù)訪存，以及各所述DSP核(I)通過(guò)所述全局共享緩存單元(2 )共享數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于，還包括用于將各DSP核(I)間數(shù)據(jù)進(jìn)行同步的硬件同步單元(3)，所述硬件同步單元(3)與所述片上網(wǎng)絡(luò)(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于:所述硬件同步單元(3)包括多個(gè)相同結(jié)構(gòu)的同步子體，每個(gè)同步子體包括依次連接的第二輸入緩沖模塊(31)、仲裁調(diào)度模塊(32)、同步鎖實(shí)例槽模塊(33)以及返回?cái)?shù)據(jù)選擇與緩存模塊(35);所述第二輸入緩沖模塊(31)用于緩存同步請(qǐng)求，并發(fā)送至仲裁調(diào)度模塊(32)進(jìn)行仲裁，所述仲裁調(diào)度模塊(32)將同步請(qǐng)求中用于保持訪存數(shù)據(jù)不被修改的同步鎖請(qǐng)求發(fā)送至同步鎖實(shí)例槽模塊(33)進(jìn)行處理、將同步請(qǐng)求中用于保持訪存順序的同步柵欄請(qǐng)求發(fā)送至同步柵欄實(shí)例槽模塊(34)進(jìn)行處理，返回?cái)?shù)據(jù)選擇與緩存模塊(35)接收所述同步鎖實(shí)例槽模塊(33)、同步柵欄實(shí)例槽模塊(34)的輸出請(qǐng)求，選擇最終輸出請(qǐng)求并緩沖未選擇的請(qǐng)求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于:所述全局共享緩存單元(2)包括多個(gè)相同結(jié)構(gòu)的Cache子體控制器，每個(gè)Cache子體控制器包括請(qǐng)求第一輸入緩沖模塊(21)、第一訪存流水線(22)、第二訪存流水線(23)、輸出緩沖模塊(24)、數(shù)據(jù)返回緩存模塊(25)以及返回?cái)?shù)據(jù)選擇模塊(26);所述第一輸入緩沖模塊(21)接收多個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求，并根據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求類型發(fā)送至第一訪存流水線(22)、第二訪存流水線(23)進(jìn)行處理或直接發(fā)送至輸出緩沖模塊(24)，所述數(shù)據(jù)返回緩存模塊(25)接收返回的數(shù)據(jù)并按照數(shù)據(jù)類型將接收到的所述返回?cái)?shù)據(jù)輸出至對(duì)應(yīng)的緩沖，通過(guò)返回?cái)?shù)據(jù)選擇模塊(26)選擇最終的返回?cái)?shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于:所述向量陣列存儲(chǔ)單元(12)為全局編址的向量陣列存儲(chǔ)器；所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)配置為私有一級(jí)Cache或全局編址的標(biāo)量存儲(chǔ)器；當(dāng)所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)配置為私有一級(jí)Cache時(shí)，所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)通過(guò)所述全局共享緩存單元(2)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；當(dāng)所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)配置為全局編址的標(biāo)量存儲(chǔ)器時(shí)，所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)(4)執(zhí)行與其余地址標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)之間標(biāo)量訪存操作、DMA讀請(qǐng)求以及DMA寫請(qǐng)求的并行訪問(wèn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)包括依次連接的標(biāo)量譯碼與地址計(jì)算模塊(111)、標(biāo)量訪存控制器(112)、標(biāo)量存儲(chǔ)體(113);所述標(biāo)量譯碼與地址計(jì)算模塊(111)用于對(duì)標(biāo)量訪存指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)譯碼得到的尋址方式計(jì)算得到訪存地址；所述標(biāo)量訪存控制器(112)用于根據(jù)訪存地址發(fā)送訪存請(qǐng)求；所述標(biāo)量存儲(chǔ)體(113)用于根據(jù)訪存請(qǐng)求設(shè)置為一級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體或 SRAM。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述向量陣列存儲(chǔ)單元(12)包括依次連接的向量譯碼與地址計(jì)算模塊(121)、向量訪存控制單元(122)以及存儲(chǔ)陣列(123)，所述向量譯碼與地址計(jì)算模塊(121)對(duì)向量訪存指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)譯碼得到的尋址方式計(jì)算得到訪存地址，通過(guò)向量訪存控制單元(122)根據(jù)訪存地址控制兩個(gè)向量讀寫請(qǐng)求、DMA讀請(qǐng)求、DMA寫請(qǐng)求并行訪問(wèn)存儲(chǔ)陣列(123)。
8.一種利用權(quán)利要求1所述的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置的訪存方法，其特征在于，步驟包括: 1)將各DSP核(I)的所述向量陣列存儲(chǔ)單元(12)進(jìn)行全局編址，若訪存數(shù)據(jù)為多核共享數(shù)據(jù)，配置各DSP核(I)的所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)為全局編址的標(biāo)量存儲(chǔ)器，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟3);若訪存數(shù)據(jù)為單核私有數(shù)據(jù)，配置各DSP核(I)的所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)為私有一級(jí)Cache，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟2)； 2)各DSP核(I)的所述向量陣列存儲(chǔ)單元(12)通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，各DSP核(I)的所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)通過(guò)全局共享緩存單元(2)對(duì)片外存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)； 3)各DSP核(I)的所述標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)(4)與其他DSP核(I)的標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的訪存方法，其特征在于，所述步驟2)中還包括使私有一級(jí)Cache與全局共享緩存單元數(shù)據(jù)一致性的配置步驟，具體實(shí)施方法為:采用將私有一級(jí)Cache與全局共享緩存單元(2)均配置為寫回的第一配置方式、或采用將私有一級(jí)Cache配置為寫旁路的第二配置方式、或采用將全局共享緩存單元(2)配置為寫旁路的第三配置方式、或采用將私有一級(jí)Cache與全局共享緩存單元(2)均配置為寫旁路的第四配置方式； 所述第一配置方式為根據(jù)訪存的先后順序，將待訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊依次在私有一級(jí)Cache、全局共享緩存單元(2)中缺失，并在調(diào)入待訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊后依次緩存進(jìn)全局共享緩存單元(2)、私有一級(jí)Cache ;所述第二配置方式為將待訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊直接寫入全局共享緩存單元(2)中；所述第三配置方式為將待訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊僅在私有一級(jí)Cache中緩存；所述第四配置方式為將待訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊直接寫入片外存儲(chǔ)器(5 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的訪存方法，其特征在于，所述步驟3)還包括多核共享數(shù)據(jù)同步步驟，具體實(shí)施方法為:當(dāng)目標(biāo)DSP核(I)的標(biāo)量存儲(chǔ)單元(11)通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)(4)訪問(wèn)全局共享緩存單元(2)的共享存儲(chǔ)空間時(shí)，先訪問(wèn)硬件同步單元(3)，通過(guò)硬件同步單元(3 )對(duì)所操作的目標(biāo)數(shù)據(jù)空間施加同步鎖，使目標(biāo)DSP核(I)外的其他DSP核(I)不能修改所述目標(biāo)數(shù)據(jù)空間。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種面向GPDSP的多層次協(xié)同與共享存儲(chǔ)裝置和訪存方法，該裝置包括多個(gè)DSP核以及用于緩存片外存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的全局共享緩存單元，各DSP核分別通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)連接全局共享緩存單元；每個(gè)DSP核均包括并行的標(biāo)量存儲(chǔ)單元、向量陣列存儲(chǔ)單元，各DSP核通過(guò)各自的標(biāo)量存儲(chǔ)單元、向量陣列存儲(chǔ)單元進(jìn)行核內(nèi)數(shù)據(jù)訪存，以及通過(guò)全局共享緩存單元共享數(shù)據(jù)；該方法通過(guò)對(duì)標(biāo)量存儲(chǔ)單元、向量陣列存儲(chǔ)單元統(tǒng)一編址，根據(jù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)類型配置標(biāo)量存儲(chǔ)單元執(zhí)行訪存。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)GPDSP中單核內(nèi)數(shù)據(jù)高效訪存、以及核間數(shù)據(jù)的高效共享，具有訪問(wèn)效率高、硬件開銷小且配置靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06F12-08
【公開號(hào)】CN104699631
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510135194
【發(fā)明人】陳書明, 陳海燕, 劉勝, 郭陽(yáng), 萬(wàn)江華, 陳俊杰, 陳勝剛, 劉仲, 王耀華, 杜鵬
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日