Soc可重構(gòu)計(jì)算部件之異步可重構(gòu)計(jì)算陣列設(shè)計(jì).pdf

1、基于片上系統(tǒng)(SoC)用硬件實(shí)現(xiàn)并行化計(jì)算是實(shí)現(xiàn)高性能處理器，尤其是嵌入式處理器的很好方法。但其完全硬件實(shí)現(xiàn)的固定結(jié)構(gòu)和功能，限制了它在許多多標(biāo)準(zhǔn)和多算法領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，基于片上系統(tǒng)(SoC)用硬件實(shí)現(xiàn)并行化計(jì)算的方法在提高計(jì)算性能的同時(shí)也不可避免地帶走了部分應(yīng)用靈活性。與之相比，指令驅(qū)動(dòng)的通用處理器具有更好的靈活性。然而其指令的順序執(zhí)行和頻繁的存儲(chǔ)器操作，成了其性能提高的瓶頸，很難滿足高性能要求的應(yīng)用領(lǐng)域?？芍貥?gòu)計(jì)算(RC)體系結(jié)構(gòu)

2、彌補(bǔ)了這個(gè)缺點(diǎn)，它通過對(duì)結(jié)構(gòu)固定的計(jì)算硬件進(jìn)行配置完成特定的計(jì)算任務(wù)。RC體系結(jié)構(gòu)有細(xì)粒度和粗粒度之分，細(xì)粒度結(jié)構(gòu)的外圍處理能力普遍比較弱，粗粒度結(jié)構(gòu)的邏輯運(yùn)算效率低。 為此，我們提出了一種新型可重構(gòu)計(jì)算體系結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)計(jì)算部件RCU作為SoC的一個(gè)IP，主要面向密碼和數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域的計(jì)算。其中可重構(gòu)計(jì)算陣列RCA完成高強(qiáng)度計(jì)算任務(wù)，數(shù)據(jù)耦合器DS作為其外圍局部控制器，用數(shù)據(jù)流控制RCA工作，它受控于RCU數(shù)據(jù)計(jì)

3、算控制器DCC。 可重構(gòu)計(jì)算陣列RCA，作為面向計(jì)算的細(xì)粒度異步可重構(gòu)計(jì)算陣列，由若干可重構(gòu)計(jì)算邏輯單元LogicCell通過相鄰單元連接通道NNChannel連接而成。在完功能和路由配置之后，可重構(gòu)計(jì)算陣列中各可重構(gòu)計(jì)算邏輯單元構(gòu)成異步微流水結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算工作，不需要全局時(shí)鐘，避免了時(shí)鐘歪斜問題，同時(shí)也解決了功耗瓶頸。我們用專門的DSDVCSL結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)計(jì)算邏輯單元內(nèi)部的計(jì)算電路，因此在設(shè)計(jì)流程上，也采用了比較新穎的數(shù)字流