支持可重構(gòu)的流接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、可重構(gòu)計(jì)算通過(guò)在時(shí)空域上重用硬件資源完成計(jì)算任務(wù)，在可重構(gòu)系統(tǒng)中，硬件任務(wù)可以像軟件程序一樣動(dòng)態(tài)的調(diào)用和修改，既保留了硬件的計(jì)算性能，又具備了軟件的靈活性。隨著以圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理為代表的數(shù)據(jù)流計(jì)算應(yīng)用日趨廣泛，如何使得編程人員根據(jù)具體的應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)配置相應(yīng)的功能，并通過(guò)不同類型的并行性發(fā)掘、兼顧數(shù)據(jù)流處理的高效能和配置靈活性，是目前可重構(gòu)系統(tǒng)面臨的兩個(gè)主要問(wèn)題。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文以面向數(shù)據(jù)流的硬件任務(wù)接口設(shè)計(jì)、可重構(gòu)流

2、處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，完成了以下研究工作:
　　1、針對(duì)數(shù)據(jù)流處理，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于總線的統(tǒng)一的流接口。利用數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)計(jì)算特征，為用戶硬件任務(wù)提供基于總線的統(tǒng)一的流接口以及對(duì)應(yīng)的編程API(Application Programming Interface)。上述接口設(shè)計(jì)支持硬件任務(wù)的高性能處理，還對(duì)系統(tǒng)編程人員屏蔽底層設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，便于實(shí)現(xiàn)硬件任務(wù)的統(tǒng)一管理和靈活調(diào)度。
　　2、針對(duì)基于總線的流接口存在的帶寬瓶頸、CPU占用率

3、高等不足，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于LocalLink的統(tǒng)一的流接口。該接口利用同步的、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流通信接口協(xié)議，使得數(shù)據(jù)流通信連接關(guān)系可根據(jù)任務(wù)之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，克服了傳統(tǒng)片上系統(tǒng)總線的通信瓶頸，并能夠顯著降低CPU利用率。經(jīng)測(cè)試，硬件任務(wù)與軟件任務(wù)之間的通信帶寬可達(dá)到800Mbps，硬件任務(wù)與硬件任務(wù)之間的通信帶寬可達(dá)到800Mbps。
　　3、以FPGA為數(shù)據(jù)流處理平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了功能和互連可動(dòng)態(tài)重構(gòu)的高效能片上系統(tǒng)