一種可重構計算平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種可重構計算平臺，其包括上位機、配置模塊、存儲模塊、引導配置模塊以及可編程邏輯模塊；可編程邏輯模塊包括應用邏輯單元、支撐平臺單元以及接口單元；應用邏輯單元包括多個用于進行各種應用數據的邏輯運算的應用邏輯塊；支撐平臺單元用于根據操作指令以及外部數據，基于編程配置信息以及計算數據，控制應用邏輯塊進行邏輯運算；接口單元用于連接應用邏輯單元以及支撐平臺單元。本發(fā)明將可編程邏輯模塊劃分為應用邏輯單元、支撐平臺單元以及接口單元，降低了可重構計算平臺的調試難度、且整個可重構計算平臺的靈活度較高且開發(fā)周期較短。
【專利說明】
一種可重構計算平臺
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及計算機領域，特別是涉及一種可重構計算平臺。
【背景技術】
[0002]FPGA(Field — Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)即可在計算平臺中使用，該FPGA可根據預先設計好并存儲在存儲器中的硬件配置信息對硬件進行配置，使配置后的硬件具備某個特定的功能。因此該計算平臺的硬件配置信息可以像軟件一樣修改，具備一定的靈活性。
[0003]但是基于FPGA的計算平臺也具有以下缺點:FPGA在運行過程中，需要使用專門的邏輯來調試FPGA的運行狀態(tài)，調試難度較大；并且可重用的資源也較少，造成FPGA計算平臺的開發(fā)周期較長。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種調試難度低、靈活度較高以及開發(fā)周期較短的可重構計算平臺；以解決現有的可重構計算平臺的調試難度較高、調試靈活性較差以及開發(fā)周期較長的技術問題。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種可重構計算平臺，其包括:
[0006]上位機，用于發(fā)出操作指令以及提供外部數據；
[0007]配置模塊，用于存儲編程配置信息；
[0008]存儲模塊，用于存儲計算數據；
[0009]引導配置模塊，用于根據所述配置模塊中的編程配置信息對可編程邏輯模塊進行引導配置；以及
[0010]所述可編程邏輯模塊，包括:
[0011]應用邏輯單元，包括多個用于進行各種應用數據的邏輯運算的應用邏輯塊；
[0012]支撐平臺單元，用于根據所述操作指令以及所述外部數據，基于所述編程配置信息以及所述計算數據，控制所述應用邏輯塊進行邏輯運算；以及
[0013]接口單元，用于連接所述應用邏輯單元以及所述支撐平臺單元；
[0014]其中所述配置模塊、所述存儲模塊以及所述上位機分別與所述可編程邏輯模塊連接。
[0015]相較于現有技術的可重構計算平臺，本發(fā)明的可重構計算平臺通過將可編程邏輯模塊劃分為應用邏輯單元、支撐平臺單元以及接口單元，降低了可重構計算平臺的調試難度、且整個可重構計算平臺的靈活度較高且開發(fā)周期較短；解決了現有的可重構計算平臺的調試難度較高、調試靈活性較差以及開發(fā)周期較長的技術問題。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的結構示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的可編程邏輯模塊的支撐平臺單元的結構示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的可編程邏輯模塊的接口單元的結構示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的可重構計算平臺的具體實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]請參照圖式，其中相同的組件符號代表相同的組件，本發(fā)明的原理是以實施在一適當的運算環(huán)境中來舉例說明。以下的說明是基于所例示的本發(fā)明具體實施例，其不應被視為限制本發(fā)明未在此詳述的其它具體實施例。
[0021]本發(fā)明的可重構計算平臺可設置在后臺服務器中，如網站后臺服務器。本發(fā)明的可重構計算平臺可以較好的擴展網站后臺服務器支持的應用以及擴充網站后臺服務器的功能，整個調試過程簡單、靈活且周期較短。
[0022]請參照圖1，圖1為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的結構示意圖。本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺10包括上位機11、配置模塊12、存儲模塊13可編程模塊14以及引導配置模塊15。上位機11用于發(fā)出操作指令以及提供外部數據，配置模塊12用于存儲編程配置信息，存儲模塊13用于存儲計算數據，引導配置模塊15用于根據配置模塊12中的編程配置信息對可編程邏輯模塊14進行引導配置。
[0023]可編程邏輯模塊14包括應用邏輯單元141、支撐平臺單元142以及接口單元143 ;應用邏輯單元141包括多個用于進行各種應用數據的邏輯運算的應用邏輯塊1411 ;支撐平臺單元142用于根據操作指令以及外部數據，基于編程配置信息以及計算數據，控制應用邏輯塊1411進行邏輯運算；接口單元143用于連接應用邏輯單元141以及支撐平臺單元142。其中操作指令為控制應用邏輯塊1411進行邏輯運算的指令；外部數據為應用邏輯塊1411進行邏輯運算需要的外部輸入數據；編程配置信息為可編程邏輯模塊14的配置程序，計算數據為應用邏輯塊1411進行邏輯運算需要的內部輸入數據。配置模塊12、存儲模塊13以及上位機11分別與可編程邏輯模塊14連接。
[0024]請參照圖2，圖2為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的可編程邏輯模塊的支撐平臺單元的結構示意圖。本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺10的可編輯邏輯模塊14的支撐平臺單元142包括日志管理子單元1421、多通道仲裁子單元1422、存儲控制子單元1423、外部接口子單元1424、系統(tǒng)升級管理子單元1425、寄存器以及中斷管理子單元1426。
[0025]日志管理子單元1421用于記錄應用邏輯塊的運算日志；多通道仲裁子單元1422用于對日志管理子單元1421以及應用邏輯單元141的應用邏輯塊1411進行數據傳輸通道調度；存儲控制子單元1423用于在存儲模塊13中讀取或存儲計算數據，其包括與多通道仲裁子單元1422進行通信的第一通信接口以及與外部接口子單元1424進行通信的第二通信接口 ；外部接口子單元1424用于接收上位機44的操作指令以及外部數據，并返回運算結果至上位機44 ;系統(tǒng)升級管理子單元1425用于對配置模塊中的編程配置信息進行升級操作；寄存器以及中斷管理子單元1426用于管理應用邏輯塊1411的寄存器數據以及中斷信號。外部接口子單兀1424通過存儲控制子單兀1426與多通道仲裁子單兀1422連接；系統(tǒng)升級管理子單元1425分別與配置模塊12、多通道仲裁子單元1422以及日志管理子單元1421連接；寄存器以及中斷管理子單元1426分別與應用邏輯塊1411以及外部接口子單元1424連接。
[0026]請參照圖3，圖3為本發(fā)明的可重構計算平臺的優(yōu)選實施例的可編程邏輯模塊的接口單元的結構示意圖。本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺的可編輯邏輯模塊的接口單元143包括大數據輸入接口 1431、大數據輸出接口 1432、小數據輸入接口 1433、小數據輸出接口 1434、控制信號接口 1435、中斷信號接口 1436以及日志信號接口 1437。大數據輸入接口1431用于向應用邏輯單元141輸入大流量數據；大數據輸出接口 1432用于向支撐平臺單元142輸出大流量數據；小數據輸入接口 1433用于向應用邏輯單元141輸入小流量數據；小數據輸出接口 1434用于向支撐平臺單元142輸出小流量數據；控制信號接口 1435用于將支撐平臺單元142的控制信號發(fā)送至應用邏輯單元141 ;中斷信號接口 1436用于接收應用邏輯單元141輸出的中斷信號；日志信號接口 1437用于接收應用邏輯單元141輸出的運算日志。
[0027]其中計算數據可通過大數據輸入接口 1431輸入至應用邏輯單元141，同時計算數據通過大數據輸出接口 1432輸出至支撐平臺單元142，該計算數據為邏輯運算的輸入數據以及輸出數據。計算參數通過小數據輸入接口 1433輸入至應用邏輯單元141，同時計算參數通過小數據輸出接口 1434輸出至支撐平臺單元142，該計算參數為邏輯運算的輸入處理參數以及輸出處理參數。
[0028]請參照圖4，圖4為本發(fā)明的可重構計算平臺的具體實施例的結構示意圖。下面通過圖4，詳細說明本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺的具體工作原理。
[0029]首先引導配置模塊15讀取配置模塊12的編程配置信息，并根據編程配置信息對可編程邏輯模塊14的應用邏輯單元141、支撐平臺單元142以及接口單元143進行引導配置。
[0030]隨后上位機11將需要處理的計算數據發(fā)送至可重構計算平臺10的可編程邏輯模塊14的支撐平臺單元142的外部接口子單元1424，其中計算數據通過外部接口子單元1424以及存儲控制子單元1423存儲在存儲模塊13。
[0031]隨后可編程邏輯模塊14的支撐平臺單元142接收上位機11的操作指令，支撐平臺單元142的多通道仲裁子單元1422經存儲控制子單元1423從存儲模塊13以及上位機11獲取計算數據，并通過接口單元143將計算數據發(fā)送至應用邏輯單元141的應用邏輯塊1411。
[0032]然后應用邏輯單元141的應用邏輯塊1411可以根據計算數據開始進行邏輯運算。
[0033]隨后應用邏輯塊1411在邏輯運算過程中，不斷通過接口單元143與支撐平臺單元142的日志管理子單元1421通信，日志管理子單元1421記錄上述應用邏輯塊的運算日志，并通過接口單元143、多通道仲裁子單元1422以及存儲控制子單元1423將運算日志返回至存儲模塊13 ;同時應用邏輯塊1411也將邏輯運算結果通過接口單元143、多通道仲裁子單元1422以及存儲控制子單元1423返回至存儲模塊13。多個應用邏輯塊1411以及日志管理子單元1421可在多通道仲裁子單元1422的控制下并行進行數據傳輸，即應用邏輯塊1411和日志管理子單元1421均認為占有一獨立的數據傳輸通道，上述數據傳輸通道同時工作。
[0034]應用邏輯塊1411運算完成后，可通過接口單元143以及寄存器以及中斷管理子單元1426直接將寄存器數據，如計算參數以及應用邏輯塊1411的狀態(tài)參數等以及中斷信號發(fā)送至外部接口子單元1424，進而發(fā)送至上位機11。
[0035]上位機11控制寄存器清除上述中斷信號，并通過外部接口子單元1424以及存儲控制子單元1423讀取邏輯運算結果以及運算日志，以便進行數據分析。
[0036]這樣即完成了本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺10的邏輯運算過程。
[0037]本優(yōu)選實施例的可重構計算平臺10通過標準化的接口單元143實現應用邏輯單元141與支撐平臺單元142之間的通信，各種傳輸數據均可通過接口單元143中預設的接口進行通信，因此只要將調試后的應用邏輯單元141的輸入數據以及輸出數據通過相應的接口進行輸入以及輸出，即可實現新功能的應用邏輯單元的更新，整個更新操作的難度較低。且應用邏輯單元141中的所有應用邏輯塊1411均可進行重新設計，而支撐平臺單元142和接口單元143不用改變，因此整個可重構計算平臺10的靈活度也較高。
[0038]存儲控制子單元1423通過第一通信接口與多通道仲裁子單元1422進行通信，通過第二通信接口與外部接口子單元1424進行通信，第一通信接口和第二通信接口相互獨立，可以很好的避免通信接口之間的沖突。
[0039]同時配置模塊12存儲有固定的備份配置信息以及可替換的編程配置信息，系統(tǒng)升級管理子單元1425可對可替換的編程配置信息進行實時升級以及替換，并將升級結果保存在日志管理子單元1421中，如升級或替換失敗，配置模塊12則會自動使用固定的備份配置信息進行邏輯運算。
[0040]本發(fā)明的可重構計算平臺通過將可編程邏輯模塊劃分為應用邏輯單元、支撐平臺單元以及接口單元，通過修改應用邏輯單元的應用邏輯塊即可實現不同高性能計算平臺的開發(fā)，具有一定的通用性，降低了可重構計算平臺的調試難度、且整個可重構計算平臺的靈活度較高且開發(fā)周期較短。
[0041 ] 本發(fā)明實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。上述的各裝置或系統(tǒng)，可以執(zhí)行相應方法實施例中的方法。
[0042]綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種可重構計算平臺，其特征在于，包括: 上位機，用于發(fā)出操作指令以及提供外部數據； 配置模塊，用于存儲編程配置信息； 存儲模塊，用于存儲計算數據； 引導配置模塊，用于根據所述配置模塊中的編程配置信息對可編程邏輯模塊進行引導配置；以及 所述可編程邏輯模塊，包括: 應用邏輯單元，包括多個用于進行各種應用數據的邏輯運算的應用邏輯塊； 支撐平臺單元，用于根據所述操作指令以及所述外部數據，基于所述編程配置信息以及所述計算數據，控制所述應用邏輯塊進行邏輯運算；以及 接口單元，用于連接所述應用邏輯單元以及所述支撐平臺單元； 其中所述配置模塊、所述存儲模塊以及所述上位機分別與所述可編程邏輯模塊連接。2.根據權利要求1所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述支撐平臺單元包括: 日志管理子單元，用于記錄所述應用邏輯塊的運算日志； 多通道仲裁子單元，用于對所述日志管理子單元以及所述應用邏輯單元的所述應用邏輯塊進行數據傳輸通道調度； 存儲控制子單元，用于在所述存儲模塊中讀取或存儲計算數據；以及外部接口子單元，用于接收所述上位機的操作指令以及所述外部數據，并返回運算結果至所述上位機； 所述外部接口子單元通過所述存儲控制子單元與所述多通道仲裁子單元連接。3.根據權利要求2所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述存儲控制子單元具有與所述多通道仲裁子單元通信的第一通信接口，以及與所述外部接口子單元通信的第二通信接口。4.根據權利要求2所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述支撐平臺單元還包括: 系統(tǒng)升級管理子單元，分別與所述配置模塊、所述多通道仲裁子單元以及所述日志管理子單元連接，用于對所述配置模塊中的編程配置信息進行升級操作。5.根據權利要求2所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述支撐平臺單元還包括: 寄存器以及中斷管理子單元，用于管理所述應用邏輯塊的寄存器數據以及中斷信號，所述寄存器以及中斷管理子單元分別與所述應用邏輯塊以及外部接口子單元連接。6.根據權利要求1所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述接口單元包括: 大數據輸入接口，用于向所述應用邏輯單元輸入大流量數據； 大數據輸出接口，用于向所述支撐平臺單元輸出大流量數據； 小數據輸入接口，用于向所述應用邏輯單元輸入小流量數據；以及 小數據輸出接口，用于向所述支撐平臺單元輸出小流量數據。7.根據權利要求6所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述計算數據通過所述大數據輸入接口輸入至所述應用邏輯單元，所述計算數據通過所述大數據輸出接口輸出至所述支撐平臺單元；計算參數通過所述小數據輸入接口輸入至所述應用邏輯單元，計算參數通過所述小數據輸出接口輸出至所述支撐平臺單元。8.根據權利要求6所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述接口單元還包括: 控制信號接口，用于將所述支撐平臺單元的控制信號發(fā)送至所述應用邏輯單元； 中斷信號接口，用于接收所述應用邏輯單元輸出的中斷信號；以及 日志信號接口，用于接收所述應用邏輯單元輸出的運算日志。9.根據權利要求2所述的可重構計算平臺，其特征在于，多個所述應用邏輯塊在所述多通道仲裁子單元的控制下并行運算。10.根據權利要求1所述的可重構計算平臺，其特征在于，所述配置模塊存儲有固定的備份配置信息以及可替換的編程配置信息。
【文檔編號】G06F9/44GK105988796SQ201510075222
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月12日
【發(fā)明人】高劍林, 王文強
【申請人】深圳市騰訊計算機系統(tǒng)有限公司