可重构系统概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 1 可重构计算系统的结构 图 1 中，通 用 处 理 器 完 成 应 rtl程 序 以 及 存 储 状 态 配 置 等 控 制 任 务 以 及 一 些 通 用 计 算 任 务 ，t /II领 域 的 讣 算 任 务 由 对 重 构 处 理 舉 元 处 理 完 成 ，在 结 构 上 ，通 用 处 理 器 Q 可 茕 构 处 理 肀 兀 可 以 集 成 在 H — 块 芯 片 上 ，也 可 以 位 于 不 M 的芯片
【关 键 字 】可 重构系统;A S IC ;微处理器
随 着 社 会 和 技 术 的 日 益 发 展 和 进 步 ，数 据 的 佶 总 贵 越 来 越 大 ，随 之 Iflj'来 的 倍 总 计 算 贵 也 在 逐 渐 增 加 ，对 数 据 的 处 理 要 求 也 越 来 越 严 格 ，R 前 数 据 处 理 常 用 的 方 法 主 要 是 软 件 实 现 与 硬 件 实 现 两 种 ，软 件 实 现 是 通 过 通 用 处 理 器 来 实 现 ，其 乂 活 经 济 但 是 安 全 性 、可 靠 性 、快 速 性 受 到 很 大 限 制 S而硬 件 实 现 :U要是 通 过 A S IC 实 现 ，该 种 方 法 其 冇 速 度 快 、安 全 可 靠 等 优 点 ，但是 设 计 期 K:、乂 活 性 差 。为 兼 顾 两 者 优 点 ，提 出 了 可 童 构 系 统 ， 该系统兼有通用处理器软件实现和专用硬件实现两者优点。
FPGA大都采用混合粒度处理肀元。 2 系统的基本结构 由 于 可 承 构 系 统 具 有 乂 活 、鈐 济 、可 靠 等 优 点 ，可 以 应 用 于
不 同 的 研 究 领 域 ，优 化 不 同 系 统 ，实 现 不 同 的 功 能 ，因此每种系 统 的 结 构 有 较 大 区 别 $ 但 是 接 口 界 面 、通 用 处 理 器 、存 储 器 、可 重 物 处 理 单 元 是 可 重 构 系 统 的 基 木 结 构 ，在任何系统中都存 在 ，其 结 构 图 如 图 1 所 示 。
eD01:10.16707/j.cnki.fjpc.2017.07.003
福建电脑 E UJIAN C O M P U TE R
可重构系统概述
王 莉 S 吕德虹2
( 1 南 京 科 技 职 业 学 院 电 气 与 控 制 学 院 江 苏 南 京 210048 2 南 京 科 远 自 动 化 集 团 股 份 有 限 公 司 江 苏 南 京 211102)
1 概念 所 谓 可 重 构 系 统 ，是 指 为 了 适 应 不 同 的 算 法 ，在 数 字 系 统 制 造 完 成 以 后 ，系 统 的 应 用 以 的 逻 辑 功 能 可 以 根 据 耑 要 蜇 新 配 置 ，以 改 变 硬 件 或 者 模 块 的 功 能 ，其 实 质 就 是 屯 :新 F 载 配 置 文 件 的 过 程 ，又 称 之 为 自 适 应 性 系 统 。 可 重 构 系 统 资 源 的 典 型 代 表 是 FPGA (Field Programmable Gate A r r a y ) , 作 为 可 以 实 现 不 同 逻 辑 功 能 的 可 甫 构 屯 路 ，FPGA 的动态可承构性给资源设计提供了更大的自由度。 可 重 构 系 统 的 重 构 过 程 实 际 _丨:是资源承新配置的过程，通 过 下 载 审 :构 系 统 的 配 置 命 令 ，把 常 构 硬 件 的 内 部 元 件 承 新 连 接 ，并 通 过 外 部 I/O 4 外 部 相 连 。可 重 构 处 理 取 兀 巾 K载配置程 序 和 文 件 的 数 M 即 是 可 東 构 系 统 的 编 程 深 度 。一个 可 承 构 处 埋 单 元 一 般 含 有 一 个 或 多 个 配 置 文 件 ，名:只 有 一 个 配 置 文 件 在 可 审:构处理艰元内，这 样 的 系 统 称 为 单 配 置 文 件 系 统 ，但 是 由 于 只 能 有 一 个 配 置 文 件 存 介 ，因 此 这 个 当 前 装 载 的 配 置 义 件 会 限 制 可 東 构 处 理 取 元 的 功 能 。多 配 置 文 件 系 统 足 指 可 以 有 多 个 配 置 文 件 W 时 在 可 東 构 处 理 心 元 中 的 系 统 ，这 种 系 统 ，可 以 通 过 切 换 不 M 的 配 置 文 件 以 实 现 不 同 功 能 ，而 不 必 从 外 部 裝 载 不 M 配置文件m 。 资 源 下 载 过 程 中 ，需 要 对 资 源 进 行 读 写 操 作 ，所 以 提 出 了 可 重 构 系 统 粒 度 的 概 念 。所 谓 粒 度 是 指 可 承 构 系 统 中 处 理 单 元 RPU(Reconfigurable Processing U nit)操 作 数 的 宽 度 ，有 细 粒 度 、 粗 粒 度 、混 合 粒 度 三 种 。细粒度可珉构处理中元一般进行^位操 作 ，其资源:U要 是 查 找 表 、逻 辑 门 、触 发 器 等 以 位 操 作 为 主 的 元 件 ;粗 粒 度 可 珉 构 处 理 巾 元 中 进 行 的 是 字 级 操 作 ，其 兀 件 土 要 冇 算 数 逻 辑 巾 兀 、乘 法 器 等 ，它包括了完整的功能艰.元。混合粒 度是指可承构系统结构中既包括细粒度处理肀兀义包括粗粒 度 处 理 单 元 ，即 包 1Y有 查 找 表 、触 S 器 、乘 法 器 等 元 件 ，当前的
Fra Baidu bibliotek
【摘 要 】随 着 社 会 日 益 进 步 ，信 息 处 理 、计 算 量 越 来 越 大 ，因 此 对 数 据 处 理 和 存 储 的 要 求 也 越 来 越 严 格 。而可重构系 统 具 有 灵 活 、经 济 、高 效 等 特 点 ，可 重 构 系 统 不 仅 具 有 纯 软 件 实 现 的 灵 活 性 ，同 时 也 兼 有 A S IC 硬 件 实 现 的 高 效 和 快 速 性 。 本 文 从 可 重 构 系 统 的 概 念 、结 构 、分 类 进 行 阐 述 ，对 可 重 构 技 术 进 行 了 整 体 介 绍 Q
【关 键 字 】可 重构系统;A S IC ;微处理器
随 着 社 会 和 技 术 的 日 益 发 展 和 进 步 ，数 据 的 佶 总 贵 越 来 越 大 ，随 之 Iflj'来 的 倍 总 计 算 贵 也 在 逐 渐 增 加 ，对 数 据 的 处 理 要 求 也 越 来 越 严 格 ，R 前 数 据 处 理 常 用 的 方 法 主 要 是 软 件 实 现 与 硬 件 实 现 两 种 ，软 件 实 现 是 通 过 通 用 处 理 器 来 实 现 ，其 乂 活 经 济 但 是 安 全 性 、可 靠 性 、快 速 性 受 到 很 大 限 制 S而硬 件 实 现 :U要是 通 过 A S IC 实 现 ，该 种 方 法 其 冇 速 度 快 、安 全 可 靠 等 优 点 ，但是 设 计 期 K:、乂 活 性 差 。为 兼 顾 两 者 优 点 ，提 出 了 可 童 构 系 统 ， 该系统兼有通用处理器软件实现和专用硬件实现两者优点。
FPGA大都采用混合粒度处理肀元。 2 系统的基本结构 由 于 可 承 构 系 统 具 有 乂 活 、鈐 济 、可 靠 等 优 点 ，可 以 应 用 于
不 同 的 研 究 领 域 ，优 化 不 同 系 统 ，实 现 不 同 的 功 能 ，因此每种系 统 的 结 构 有 较 大 区 别 $ 但 是 接 口 界 面 、通 用 处 理 器 、存 储 器 、可 重 物 处 理 单 元 是 可 重 构 系 统 的 基 木 结 构 ，在任何系统中都存 在 ，其 结 构 图 如 图 1 所 示 。
eD01:10.16707/j.cnki.fjpc.2017.07.003
福建电脑 E UJIAN C O M P U TE R
可重构系统概述
王 莉 S 吕德虹2
( 1 南 京 科 技 职 业 学 院 电 气 与 控 制 学 院 江 苏 南 京 210048 2 南 京 科 远 自 动 化 集 团 股 份 有 限 公 司 江 苏 南 京 211102)
1 概念 所 谓 可 重 构 系 统 ，是 指 为 了 适 应 不 同 的 算 法 ，在 数 字 系 统 制 造 完 成 以 后 ，系 统 的 应 用 以 的 逻 辑 功 能 可 以 根 据 耑 要 蜇 新 配 置 ，以 改 变 硬 件 或 者 模 块 的 功 能 ，其 实 质 就 是 屯 :新 F 载 配 置 文 件 的 过 程 ，又 称 之 为 自 适 应 性 系 统 。 可 重 构 系 统 资 源 的 典 型 代 表 是 FPGA (Field Programmable Gate A r r a y ) , 作 为 可 以 实 现 不 同 逻 辑 功 能 的 可 甫 构 屯 路 ，FPGA 的动态可承构性给资源设计提供了更大的自由度。 可 重 构 系 统 的 重 构 过 程 实 际 _丨:是资源承新配置的过程，通 过 下 载 审 :构 系 统 的 配 置 命 令 ，把 常 构 硬 件 的 内 部 元 件 承 新 连 接 ，并 通 过 外 部 I/O 4 外 部 相 连 。可 重 构 处 理 取 兀 巾 K载配置程 序 和 文 件 的 数 M 即 是 可 東 构 系 统 的 编 程 深 度 。一个 可 承 构 处 埋 单 元 一 般 含 有 一 个 或 多 个 配 置 文 件 ，名:只 有 一 个 配 置 文 件 在 可 审:构处理艰元内，这 样 的 系 统 称 为 单 配 置 文 件 系 统 ，但 是 由 于 只 能 有 一 个 配 置 文 件 存 介 ，因 此 这 个 当 前 装 载 的 配 置 义 件 会 限 制 可 東 构 处 理 取 元 的 功 能 。多 配 置 文 件 系 统 足 指 可 以 有 多 个 配 置 文 件 W 时 在 可 東 构 处 理 心 元 中 的 系 统 ，这 种 系 统 ，可 以 通 过 切 换 不 M 的 配 置 文 件 以 实 现 不 同 功 能 ，而 不 必 从 外 部 裝 载 不 M 配置文件m 。 资 源 下 载 过 程 中 ，需 要 对 资 源 进 行 读 写 操 作 ，所 以 提 出 了 可 重 构 系 统 粒 度 的 概 念 。所 谓 粒 度 是 指 可 承 构 系 统 中 处 理 单 元 RPU(Reconfigurable Processing U nit)操 作 数 的 宽 度 ，有 细 粒 度 、 粗 粒 度 、混 合 粒 度 三 种 。细粒度可珉构处理中元一般进行^位操 作 ，其资源:U要 是 查 找 表 、逻 辑 门 、触 发 器 等 以 位 操 作 为 主 的 元 件 ;粗 粒 度 可 珉 构 处 理 巾 元 中 进 行 的 是 字 级 操 作 ，其 兀 件 土 要 冇 算 数 逻 辑 巾 兀 、乘 法 器 等 ，它包括了完整的功能艰.元。混合粒 度是指可承构系统结构中既包括细粒度处理肀兀义包括粗粒 度 处 理 单 元 ，即 包 1Y有 查 找 表 、触 S 器 、乘 法 器 等 元 件 ，当前的
Fra Baidu bibliotek
【摘 要 】随 着 社 会 日 益 进 步 ，信 息 处 理 、计 算 量 越 来 越 大 ，因 此 对 数 据 处 理 和 存 储 的 要 求 也 越 来 越 严 格 。而可重构系 统 具 有 灵 活 、经 济 、高 效 等 特 点 ，可 重 构 系 统 不 仅 具 有 纯 软 件 实 现 的 灵 活 性 ，同 时 也 兼 有 A S IC 硬 件 实 现 的 高 效 和 快 速 性 。 本 文 从 可 重 构 系 统 的 概 念 、结 构 、分 类 进 行 阐 述 ，对 可 重 构 技 术 进 行 了 整 体 介 绍 Q