[发明专利]用于粗粒度多核计算系统的两级编程装置及其计算方法

摘要

本发明公开了一种用于粗粒度多核计算系统的两级编程装置及其计算方法，其特征是：编程装置中包含若干体系寄存器和通用寄存器，并将粗粒度计算系统同步动态随机存储器SDRAM的一部分连续存储空间作为物理寄存器；粗粒度计算系统的任务指令分为顶层任务指令和底层功能指令两级；底层功能指令用于在一个计算任务内指导相应的功能单元执行具体的数据处理操作，顶层任务指令则用于维护计算任务之间的数据传递关系。本发明能够方便地实现对底层功能指令的复用，减少对任务指令存储空间的需求；顶层任务指令包含任务调度需要的所有信息，便于实现任务的动态调度；跳转指令的设置使程序编写具有更强的灵活性，进一步方便程序员的程序编写。

主权项

1.一种用于粗粒度多核计算系统的两级编程装置，其特征是用于编写面向异构多核计算系统的任务指令，所述任务指令类型包括：运算指令、通用寄存器修改指令、跳转指令、分支指令、访存指令和接口指令，所述任务指令用于操作所述两级编程装置中的若干体系寄存器、若干个通用寄存器；所述两级编程装置中各种寄存器均通过寄存器编号进行区分；所述两级编程装置将所述粗粒度多核计算系统的同步动态随机存储器SDRAM的存储空间划分为物理寄存器区域、顶层任务指令区域、底层功能指令区域和数据存储区域；所述物理寄存器区域作为若干个物理寄存器的存储空间，并通过所述物理寄存器的编号能映射到相应物理寄存器在SDRAM的存储位置；所述顶层任务指令区域用于连续存储所述顶层任务指令；所述底层功能指令区域用于连续存储所述顶层任务指令所对应的底层功能指令；所述数据存储区域作为所述两级编程装置的存储器，并用于保存数据；所述运算指令用于从若干物理寄存器中读取数据，并发送到相应的运算单元中进行运算后，将运算结果存到其他若干物理寄存器中，所述运算指令包含：运算顶层任务指令和运算底层功能指令；所述运算顶层任务指令包含：任务编号、任务类型、任务的数据入口、数据出口、存储通道数量、运算单元类型及数量、对应的运算底层功能指令的存储地址和运算底层功能指令的长度信息；所述运算底层任务指令包含物理寄存器和运算单元的配置信息；所述通用寄存器修改指令用于修改所述粗粒度多核计算系统中主控制器的通用寄存器数值；所述通用寄存器修改指令仅包含寄存器顶层任务指令，所述寄存器顶层任务指令包含任务类型和通用寄存器修改信息；所述跳转指令根据两个通用寄存器数值之间或通用寄存器与预设数值之间的大小关系，对程序指针进行跳转操作，使程序指针跳转到预设的位置执行操作；所述跳转指令仅包含跳转顶层任务指令；所述跳转顶层任务指令包含任务类型、程序指针偏移量、参与比较的通用寄存器或预设数值信息；所述分支指令是提供给主控制器，用于查询运算指令的计算结果并决定是否对程序指针进行跳转操作；所述分支指令仅包分支顶层任务指令；所述分支顶层任务指令包含任务类型、程序指针偏移量、任务编号、程序指针和通用寄存器数值保存区域；所述访存指令包含读取指令和存储指令，并分别用于将SDRAM中数据存储区域的数据读取到物理寄存器中和将物理寄存器中的数据存储到数据存储区域中；所述访存指令包含访存顶层任务指令和访存底层功能指令，所述访存顶层任务指令是由任务类型、体系寄存器编号和存储器地址构成；所述访存底层功能指令包含物理寄存器的配置信息；所述接口指令包含输出指令和输入指令，并用于将SDRAM中数据存储区域的数据与上位机或其他数据处理芯片进行数据交换；所述接口指令包含接口顶层任务指令和接口底层功能指令，所述接口顶层任务指令包含任务类型、体系寄存器编号和接口类型；所述底层功能指令包括物理寄存器的配置信息和接口单元的配置信息；以不同类型的任务指令分别完成不同的操作任务，并通过各类任务指令的组合，共同实现所述粗粒度多核计算系统的面向异构计算。