[实用新型]可编程集成电路配置通信控制器

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种控制器，尤其涉及一种在可编程集成电路中实现输入输出数据与配置数据分离的通信控制器。

二、背景技术

现有的计算机处理器实际上通过指令的排列可构成无限个不同的“有限状态机”，从而能实现计算机的数值计算与非数值计算。而现有的FPGA在一次编程中可构成一种“有限状态机”，需要重新编程可构成另外一种“有限状态机”，而现有带SRAM配置的FPGA需要几秒钟才能变换一种状态，即需要几秒钟才能由一种“有限状态机”变换为另一种“有限状态机”，显然不能应用在配置的处理器上。

可重构集成电路，可实现快速的重新可编程，可重构电路的一部分电路或全部可编程电路，从而可构成无限种“有限状态机”，从而实现了可重构计算机处理器，它是一种图灵机。

可重构指令计算机的由于采用进程级或进程级指令，因此其执行程序的速度大大提高，利用长流水线处理，并行流水线，利用面积换速度，执行速度能提高几个数量级。因为指令是可编程的(即是可重构的)，前一条指令完成后其可编程逻辑电路又可重新编程为另一条可编程功能指令，因此提高了芯片的资源利用率，实现了硬件可重用。因为整个电路内电路是可重构的，电路的利用率高，基本无“闲置电路”，因此电路的利用率高。我们知道数字电路的频率越高，其电路开关切换时的漏电流越大，电源损耗也越多，数字集成电路的消耗底电源与其频率成指数上升。由于采用进程级、线程级指令，计算机的处理速度大大加快，因此计算机的主频也无需太高，因此可大大节省电能。

可重构指令计算机由可编程集成电路、随机存储器、硬盘、非易失存储器或计算机网络、键盘、鼠标、显示器、输入数据流、输出数据流组成。

在本设计中，一种方案是指令流和数据流分开流入计算机，配置指令数据流入到配置电路将可编程集成电路配置为功能处理指令。用户数据流流入到处理器，经处理器处理后的数据流出计算机。典型应用：网络处理器、通信处理器、移动电话处理器等；特别是对于下一代实时互联网用现在的处理器是无法实现的。

另一种方案是存储程序，通过硬盘或计算机网络将指令流和输入数据流输入计算机，由处理器的输入电路进行处理将配置数据输入和用户数据分开，配置数据对可编程集成电路配置为一条或多条指令，输入的用户数据由硬盘或计算机网络输入给处理器进行处理，处理后的数据通过接口回存到硬盘或计算机网络。典型应用：构成通用的计算机，如PC机、服务器等通用计算机。

三、发明内容

要解决的问题：

为实现可重构指令计算机的用户数据和配置数据的混合存储问题，实现可重构指令计算机的程序存储，实现用户数据检索，在线编译程序，实时下载。

技术方案：

可重构指令处理器的配置电路接口、用户数据输入接口、用户数据输出电路接口、硬盘接口、非易失性存储器接口、网络接口通过通信控制器连接在一起；

通信控制器读取硬盘、其它非易失存储器、网络中的数据，通过通信控制器连接可重构逻辑电路配置电路，对可重构指令进行在线重新配置；

通信控制器连接硬盘、网络、非易失存储器，实现可重构指令计算机的输入、输出数据与硬盘、非易失性存储器、网络数据的互相交换；

通信控制器通过输入数据的标志来区分输入的数据是配置数据还是用户数据，如果是配置数据，则通过配置电路将配置数据配置到可重构集成电路中，如果是用户数据则将数据送到可重构集成电路的用户数据输入端；

通信控制器对输入的数据按地址进行判断，若输入的数据的地址在配置数据区的则通信控制器将其送到配置电路进行配置，若输入的数据的地址在用户数据区的则通信控制器将其送至可重构指令处理器的数据输入端，数据可一个字一个字的传输，也可以是一个数据块传输。

有益效果：

通过对读取的数据字增加标志或通过不同的存储地址来分离配置数据或用户数据，从而实现了程序存储，用户数据检索，在线编译程序，实时下载。

四、附图说明

图1可重构计算机系统结构框图

图2控制器原理框图

图3控制器按输入字的标志进行控制处理的流程图

图4控制器按地址进行控制处理的地址分配图

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述

说明：可重构指令处理器的配置电路及通信控制电路简称“通信控制器”或“控制器”，在权利要求中和说明书中均这样表示。

实施例1  可重构指令计算机系统组成：