[发明专利]一种粗粒度可重构系统的片上缓存访存接口及其访问方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式可重构系统领域，具体涉及一种面向多计算单元粗粒度可重构系统的片上缓存访存接口及其访问方法。

背景技术

近年来，随着微电子技术、计算机技术的发展，尤其是大规模高性能的可编程器件的出现、软硬件设计方法和设计工具上的改进，实时电路重构技术逐渐成为国际上计算系统研究中的一个新热点。它的出现使过去传统意义上硬件和软件的界限变得模糊，让硬件系统软件化。实时电路重构的本质是利用可编程器件可多次重复配置逻辑状态的特性，在运行时根据需要动态改变系统的电路结构，从而使系统兼具灵活、简捷、硬件资源可复用、易于升级等多种优良性能。基于此技术设计的可重构系统在高速数字滤波器、图像压缩、硬件演化计算、定制计算、嵌入式系统等方面，都有着广泛的应用前景。

随着可重构系统规模的扩大，在同一个可重构系统中可能存在多个计算单元，每个计算单元都可能会对存储器进行访问。由于访问外部存储器需要时间长，为提高计算性能，加入片上缓存单元。当有多个计算单元同时对片上缓存发出访问请求时，就需要访问接口对这些访问请求进行仲裁决定访问权。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向多计算单元粗粒度可重构系统的片上缓存访存接口及其访问方法，提高粗粒度可重构系统计算单元访问片上缓存的效率

为了实现发明目的，本发明公开了面向多计算单元粗粒度可重构系统的片上缓存访存接口，其包括：访问请求输入接口单元、第一级仲裁模块、第二级仲裁模块、控制允许信号输出接口单元、访问请求解析模块、访问请求输出接口单元；所述访问请求输入接口单元用于接收所述粗粒度可重构系统的计算单元访问片上缓存的访问请求；所述第一级仲裁模块用于判断所述访问请求输入接口单元的所述片上缓存访问请求，判断是读请求还是写请求并采取不同的操作步骤，以四个计算单元的读请求为一组分包形成访问请求包并为所述每个访问请求包分配优先级；所述第二级仲裁模块用于仲裁所述访问读请求包及读请求包的访问读请求，并控制所述输入请求的预读取；所述控制允许信号输出接口单元用于输出控制允许信号；所述访问请求解析模块，用于解析访问请求；所述访问请求输出接口单元，用于输出所述解析访问请求。

作为优选，为了对读写两种不同的访问请求进行合理的处理，尽可能提高所述片上缓存访问接口及其访问方法的工作效率，需要通过检测访问请求类别、对读访问请求进行分包并分配优先级，以便后期处理。所述第一级仲裁模块包括固定读写优先级仲裁模块、访问请求分包模块、访问请求包优先级判断单元；固定读写优先级仲裁模块，通过访问请求包优先级查找表单元，将当前优先级最高的访问请求包发送至第二级仲裁模块；访问请求分包模块，用于将所述输入读请求以四个计算单元为一组分包，共有N个计算单元（N=4n），分为n个分包并将分包编号分配优先级；访问请求包优先级判断单元用于判断访问请求固有优先级，所述输入请求中写请求优先级大于读请求，任何情况下优先执行写请求。

作为优选，为了协调各计算单元对片上缓存的访问需求，进一步所述片上缓存访问接口及其访问方法的工作效率，需要对分包内各计算单元请求包的优先级进行轮换重置，所述第二级仲裁模块包括：请求包固定优先级仲裁模块、请求包内轮换优先级仲裁模块、包内优先级轮换重置控制逻辑单元、请求包优先级判断单元、预提交判断模块；请求包固定优先级仲裁模块通过请包内优先级轮换重置控制逻辑单元，将当前优先级最高的访问请求包发送至请求包内轮换优先级仲裁模块；请求包内轮换优先级仲裁模块通过访问请求包内优先级控制逻辑单元，将当前优先级最高的访问请求包发送至请求解析模块；包内优先级轮换重置控制逻辑单元用于控制所述分包内的不同计算单元的所述访问请求优先级，所述分包#1内，初始优先级为#1＞#2＞#3＞#4，执行完计算单元#1的访问请求后，优先级变为#2＞#3＞#4＞#1，执行完计算单元#2的访问请求后，优先级变为#3＞#4＞#1＞#2，依次类推；请求包优先级判断单元用于判断所述不同分包的访问请求固有优先级，判断优先级，分包号小的分包优先大于分包号大的分包，优先执行分包号小的分包；预提交判断模块用于控制访问请求的预提交；