可重构专用处理器周期精确建模

发布时间：2019-11-15 10:49

【摘要】：介绍了一种基于SystemC的可重构专用处理器核周期精确建模.该模型采用模块化设计,基于SystemC事务级建模,将运算功能和通信功能分开,模块之间的通信通过函数调用来实现.通过该模型,为可重构专用处理器核提供一种仿真验证平台,与传统RTL验证方法相比,大大提高了可重构专用处理器核的仿真验证效率.
【图文】：

专用处理器,可重构,静态配置,核体

微电子学与计算机２０１５年口．如图１所示．图１可重构专用处理器核体系架构图通过粗粒度的静态配置方式可改变ＲＡＳＰ中基本运算单元的拓扑结构和互连关系，，以资源复用的方式实现特定算法的硬件加速．在可重构专用处理器核内部主要包括控制通道、数据通道．分别如下所示．控制通道：主要指ＡＸＩ总线和配置通道．本设计中控制单元采用自主设计的主控制机．主控制器通过对重构控制器进行操作，设定配置模式．再经由重构控制器对ＲＰＥ内部、ＲＰＥ之间结构、访存开关网络以及数据存储器连接网络进行配置，得到各种重构的模式，同时配置单元对地址生成单元得到对存储器的各种读写方式．数据通道：（１）数据存储器由ＭｅｍｏｒｙＳｗｉｔｃｈ提供统一接口，即通过ＭｅｍｏｒｙＳｗｉｔｃｈ的接口可以访问任意一块数据存储器；（２）ＲＰＥ之间数据通过ＲＰＥ互联网络连接，ＲＰＥ与数据存储器之间的数据由ＭｅｍｏｒｙＳｗｉｔｃｈ和ＲＰＥ互联网络两层连接网络进行连接；（３）可重构专用处理器通过ＡＸＩ接口连接到Ｘｂａｒ，核内数据存储器通过Ｘｂａｒ与其他模块完成通信．３可重构专用处理器核模型设计３．１可重构专用处理器核模型总体架构设计基于上述可重构专用处理器核的硬件架构，本模型采用模块化设计，采用由整体到局部、层层细化的设计思路，实现整个系统的建模．系统硬件架构采用ＳｙｓｔｅｍＣ类来描述，其基本单元是模块，模块内可包含子模块、端口或过程，模块之间通过端口和信号进行连接和通信．采用ＳｙｓｔｅｍＣ事务级建模，将运算功能和通信功能分开，模块之间的通信

专用处理器,可重构,核模型,精确模型

与其他模块完成通信．３可重构专用处理器核模型设计３．１可重构专用处理器核模型总体架构设计基于上述可重构专用处理器核的硬件架构，本模型采用模块化设计，采用由整体到局部、层层细化的设计思路，实现整个系统的建模．系统硬件架构采用ＳｙｓｔｅｍＣ类来描述，其基本单元是模块，模块内可包含子模块、端口或过程，模块之间通过端口和信号进行连接和通信．采用ＳｙｓｔｅｍＣ事务级建模，将运算功能和通信功能分开，模块之间的通信通过函数调用来实现，减少了事件和信息的处理．如图２所示，本模型总体上可分为Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＤＭＡ、Ｃａｌ＿Ｆａｍｉｌｙ三个主要模块，把模块之间的通信方式从管脚和信号方式抽象为函数调用．通过在各功能函数中加入时序信息，实现周期精确级建模．图２可重构专用处理器核周期精确模型架构３．２可重构专用处理器核模型模块设计Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ模块为可重构处理器核模型的控制模块，对应于硬件架构中的主控制器、重构控制器和配置寄存器．该模块用于与外部系统的交互以及系统内部工作状态的控制，“解码”ＤＳＰ的控制指令，启动ＤＭＡ进行数据搬运和运算模块进行相应算法运算．ＤＭＡ模块为可重构处理器核模型的数据传输通道，该模块用于与片外以及内部的数据传输，它受主控制器的控制．该模块实现与内外设备数据的交互，主要是ＤＤＲ到ＳＲＡＭ、ＤＤＲ到ＤＤＲ、ＳＲＡＭ到ＤＤＲ、ＳＲＡＭ到ＳＲＡＭ的数据传递，包括运算源数据和运算结果数据．Ｃａｌ＿Ｆａｍｉｌｙ模块为可重构处理器核模型的运算模块，对应于硬件架构中的可重构计算阵列、Ｍｅｍｏｒ

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