[发明专利]一种基于块匹配的可重构配置信息缓存系统及压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式可重构系统领域，具体地说，本发明涉及一种基于块匹配的可重构配置信息缓存系统及压缩方法。

背景技术

目前，可重构计算是通过对结构可变的硬件进行软件配置，来实现不同的算法的。它不仅具有专用集成电路的高性能，而且具有通用微处理器的灵活性。近年来，可重构计算越来越多地被应用于各类工程应用领域中，尤其在解决资源受限类算法时，相比传统方式表现出了很大的优势。在可重构计算使用广泛的无线通信、视频图像处理、数字信号处理等领域，各类软件应用的复杂度越来越高、计算性能要求也越来越高，相应的，对可重构系统的性能要求也越来越高。可重构系统的工作时间由重构时间、计算时间共同组成。为了适应软件应用的高复杂度，可重构系统的任务重构次数大量增加，这导致了可重构系统的重构时间变长。同时，为了满足软件应用的高计算性能要求，可重构系统的计算资源增多，通过提高硬件执行的并行度来减少计算时间，但是，这使计算资源重构时所需的配置信息量大大增加，进一步增加了可重构系统的重构时间，使可重构系统的性能提升遇到瓶颈。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种基于块匹配的可重构配置信息缓存系统及压缩方法，以提高粗粒度动态可重构系统动态重构效率和资源利用率。

技术方案：为了实现发明目的，本发明公开了一种基于块匹配的可重构配置信息缓存系统，包括配置信息解析单元、配置信息压缩单元、配置信息缓存单元及配置信息解压缩单元；

所述配置信息解析单元用于解析可重构阵列发来的配置信息读取请求信息，并且根据配置信息读取请求信息读取外部存储器或配置信息缓存单元中的配置信息；

所述配置信息压缩单元用于根据重构控制器发送来的重构任务信息对来自外部存储器的配置信息进行压缩；

所述配置信息缓存单元包括L1层配置信息缓存以及若干L2层配置信息缓存，所述L1层配置信息缓存用于存储多个可重构阵列的共享配置信息，所述每个L2层配置信息缓存对应一个可重构阵列，并且用于存储该可重构阵列的局部配置信息；

所述配置信息解压缩单元用于对配置信息缓存单元中的配置信息进行解压缩，并且将配置信息恢复成可重构阵列可使用的配置。

作为优选，所述配置信息压缩单元包括压缩模式选择器、第一级配置信息压缩器、第一级配置信息先进先出寄存器堆、第二级配置信息压缩器以及第二级配置信息先进先出寄存器堆；

所述压缩模式选择器用于根据重构控制器发送的算法数据流图特征来选择压缩模式；

所述第一级配置信息压缩器用于根据压缩模式选择器得到的压缩模式及二维压缩块结构将可重构阵列中多个处理单元的配置信息进行压缩；

所述第一级配置信息先进先出寄存器堆用于暂存第一级配置信息压缩器压缩得到的配置信息；

所述第二级配置信息压缩器用于对第一级配置信息压缩器已压缩过的二维压缩块结构进行再压缩，并提取压缩的重复次数；

所述第二级配置信息先进先出寄存器堆用于暂存第二级配置信息压缩器压缩得到的配置信息。

作为优选，所述第一级配置信息先进先出寄存器堆暂存的配置信息包括压缩模式标志位、二维压缩块描述位、处理单元相对路由以及处理单元操作类型；所述第二级配置信息先进先出寄存器堆暂存的配置信息包括压缩模式标志位、二维压缩块描述位、重复次数描述位、处理单元相对路由以及处理单元操作类型，

所述压缩模式标志位表示配置信息采用的压缩模式，所述压缩模式包括基于可重构阵列中处理单元行的压缩模式、基于可重构阵列中处理单元块的压缩模式、基于可重构阵列中处理单元列的压缩模式和未压缩模式；

所述二维压缩块描述位表示在某种压缩模式下基本压缩单元的大小，所述基本压缩单元的大小包括基本压缩单元中一行和一列所包含的处理单元个数；

所述重复次数描述位表示压缩的配置信息在可重构阵列中连续重构使用的次数；

所述处理单元相对路由表示处理单元和与其相连的处理单元之间的相对位置关系；

所述处理单元操作类型用于表示处理单元执行的基本运算类型。

为了进一步实现发明目的，本发明还公开了一种基于块匹配的可重构配置信息缓存系统的压缩方法，采用如上所述的基于块匹配的可重构配置信息缓存系统，所述压缩方法包括以下步骤，

(1)压缩模式选择器用于根据重构控制器发送的算法数据流图特征来选择压缩模式，并且确定基本压缩单元块的大小；所述压缩模式包括基于可重构阵列的处理单元行压缩模式、基于可重构阵列的处理单元块压缩模式、基于可重构阵列的处理单元列压缩模式以及未压缩模式；