支持可重構(gòu)的流接口的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、可重構(gòu)計算通過在時空域上重用硬件資源完成計算任務(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態(tài)的調(diào)用和修改，既保留了硬件的計算性能，又具備了軟件的靈活性。隨著以圖像處理、數(shù)字信號處理為代表的數(shù)據(jù)流計算應(yīng)用日趨廣泛，如何使得編程人員根據(jù)具體的應(yīng)用需求動態(tài)配置相應(yīng)的功能，并通過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)面臨的兩個主要問題。
　　針對上述問題，本文以面向數(shù)據(jù)流的硬件任務(wù)接口設(shè)計、可重構(gòu)流

2、處理結(jié)構(gòu)設(shè)計為出發(fā)點，完成了以下研究工作:
　　1、針對數(shù)據(jù)流處理，設(shè)計并實現(xiàn)了基于總線的統(tǒng)一的流接口。利用數(shù)據(jù)流驅(qū)動計算特征，為用戶硬件任務(wù)提供基于總線的統(tǒng)一的流接口以及對應(yīng)的編程API(Application Programming Interface)。上述接口設(shè)計支持硬件任務(wù)的高性能處理，還對系統(tǒng)編程人員屏蔽底層設(shè)計細節(jié)，便于實現(xiàn)硬件任務(wù)的統(tǒng)一管理和靈活調(diào)度。
　　2、針對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)計并實現(xiàn)了基于LocalLink的統(tǒng)一的流接口。該接口利用同步的、點對點的數(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)系進行動態(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)測試，硬件任務(wù)與軟件任務(wù)之間的通信帶寬可達到800Mbps，硬件任務(wù)與硬件任務(wù)之間的通信帶寬可達到800Mbps。
　　3、以FPGA為數(shù)據(jù)流處理平臺，設(shè)計并實現(xiàn)了功能和互連可動態(tài)重構(gòu)的高效能片上系統(tǒng)