[发明专利]可配置的处理器间同步系统

说明书

本发明涉及一种处理器间同步系统，包括多个处理器(PE)；连接链中的处理器的多个单向通知行(FN，BN)；在每个处理器(PEi)中：同步寄存器(FE)，其具有分别与通知行相关联的位，同步寄存器(FE)被连接以记录由上游处理器(PEi‑1)传播的上游通知行(FNin)的相应状态，以及门(12)，其由配置寄存器(FM)控制以将下游通知行(FNout)上的上游通知行(FNin)的状态传播到下游处理器(PEi+1)。

技术领域

本发明涉及并行运行共享同一资源的同一程序的线程的多个处理器的同步，更具体地，涉及允许处理器通过寄存器堆直接与其他处理器通信的处理器间点对点通信系统。

背景技术

图1示出了可以集成在同一芯片上的4x4处理器PE阵列的示例。然后，处理器也被称为“内核”，并形成多核系统。内核或处理器PE可以连接到公共总线，该公共总线还连接到共享存储器MEM。存储器MEM可以包含由处理器运行的程序代码和程序的工作数据。

专利申请US2015-0339256公开了一种点对点处理器间通信技术，其中，处理器可以划分为四个相邻的处理器一组，如图所示。组中的每个处理器通过有线点对点链路连接到该组中的其他三个处理器。点对点链路被设计成允许每个处理器将通知直接写入组中任何其他处理器的指定寄存器堆的寄存器。

因此，这里提到的点对点链路是直接在处理器寄存器之间传送位状态的物理链路。不要将这些物理链路与处理器之间的通用通信信道(例如，总线或片上网络)相混淆，处理器之间的通用通信信道也允许在寄存器之间传输数据，但以基于软件的方式，通过在处理器上运行通用指令，处理器通过共享存储器参与交换数据。

更具体地，处理器在其指令集中具有组同步指令，该组同步指令同时运行具有第一参数的等待命令和具有第二参数的通知命令。等待命令使处理器暂停并且等待与其参数中传送的位模式相对应的位模式出现在事件寄存器中。通知命令使其参数的有效位直接被写入组中其他处理器的事件寄存器。这种写入仅在处理器退出其等待状态时发生。

发明内容

总体上，提供了一种处理器间同步系统，包括多个处理器；多个单向通知行，其连接链(chain)中的处理器；在每个处理器中：同步寄存器，其具有分别与通知行相关联的位，同步寄存器被连接以记录由上游处理器传播的上游通知行的相应状态；以及门，其由配置寄存器控制以将下游通知行上的上游通知行的状态传播到下游处理器。

每个处理器可以被配置为根据由处理器运行的通知机器指令的参数来选择性地激活下游通知行。

每个处理器可以被配置为根据由处理器运行的等待机器指令的参数来暂停相应程序的运行，并且当同步寄存器包含与等待指令的参数相对应的有效位模式时，该暂停被引发。

每个处理器可以被配置为当暂停被引发时重置同步寄存器。

等待指令和通知指令可以形成可由处理器运行的单个机器指令的一部分。

配置寄存器可以包括分别与上游通知行相关联的位，门被配置为根据配置寄存器中的位的相应状态选择性地传播上游通知行的状态。

还提供了一种处理器间同步方法，包括以下步骤：通过行连接链中的多个处理器，行被配置为在同一方向上传输相应通知位；在链的第一处理器中，向链中第一处理器之后的第二处理器发送通知位；并且在第二处理器中，取决于本地配置位的状态，向链中第二处理器之后的第三处理器传播通知位。

第二处理器可以执行以下步骤：将通知位保存在同步寄存器中；运行具有参数的等待机器指令，使处理器停止；以及当同步寄存器包含与等待指令的参数相对应的位模式时，将处理器从停止状态释放。

第二处理器可以执行以下步骤：运行具有参数的通知机器指令；以及根据通知指令参数配置要发送到第三处理器的通知位。

第二处理器可以在退出停止状态时重置同步寄存器。