[发明专利]信息处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及使用可重新配置的硬件的信息处理设备，其可以高效率地使用少量硬件资源来处理多种处理过程。

背景技术

使用诸如FPGA(现场可编程门阵列)和PLD(可编程逻辑器件)的可重新配置的硬件的信息处理设备可以以比由CPU、DSP等进行处理更高的速率进行处理。可以通过使用可编程器件利用小量硬件资源来处理多种处理操作，在该可编程器件中，可以根据处理内容来顺序地重写可重新配置的硬件的程序。在使用该可重新配置的硬件的信息处理设备中，当根据处理操作的过程变得需要重写程序时，则重写程序。可选择地，基于通过之前和静态分析整个处理操作所获得的信息来重写程序(例如参考日本专利特开10-256383)。

发明内容

然而，在该现有信息处理设备中具有以下的问题。

第一个问题是：当对于每个要处理的任务改变可重新配置的硬件的程序时，则用于加载程序所需的时间相较于处理任务所需时间通常可测量地较大。在通信、网络处理、介质处理等中，对于一系列输入数据顺序地执行多个处理过程。例如，在JPEG(联合图象专家组)的编码器中，需要执行诸如颜色转换、采样、DCT(离散余弦变换)变换、量化、熵编码的一系列处理过程(称为任务)。配置有该一系列任务的一组处理过程(在该情况下，JPEG编码器)被称为作业。当利用可重新配置的硬件来执行这些处理过程时，在现有技术中，处理过程将作业划分为多个任务，根据每个任务为可重新配置的硬件准备程序，并且根据切换任务而将程序加载到可重新配置的硬件。

然而，通常通过将存储在外部存储介质中的程序转移到可重新配置的硬件来将程序加载到可重新配置的硬件。因此，与诸如CPU和DSP的处理器的情况相比，将程序加载到可重新配置的硬件需要较长的时间。因此，当每个程序加载时间长于处理每个任务所需的时间时，系统性能受到程序加载时间的限制，从而导致在很多情况下的不切实际情况。

在还有可以预先存储多个程序的可重新配置的硬件的同时，并且在短时间内切换任务，当可存储程序的数量有限，并且当要存储的程序数量超出限制时，变得需要从外部存储介质转移程序，从而导致相同的问题。

第二个问题是：当要处理的作业没有预先固定时，难以或不可能以静态任务调度方法来高效地执行处理。当诸如要处理的任务、任务之间的依赖关系以及执行次序的作业配置可以通过预先分析整个处理过程变得静态地明显时，在处理作业时可以根据过程来管理任务执行调度。然而，例如，如在网络处理中，当要施加到数据的处理(作业结构)根据到达的数据而不同时，则不可以应用静态调度。需要根据到达数据动态地生成作业，选择和执行可执行任务，以及基于执行该任务来管理作业过程。

总之，在现有信息处理设备中具有以下两个问题。

(1)当对于每个要处理的任务改变可重新配置的硬件的程序时，通常，加载程序所需时间相较于处理任务所需时间不可忽略地大。

(2)当要处理的作业没有预先固定时，难以或不可能以静态任务调度方法来高效地执行处理。

本发明的目的是在使用可重新配置的硬件的信息处理设备中，提供一种系统，该系统可以使得当根据过程加载可重新配置的硬件的程序时的程序加载时间的总开销较小，并且即使在硬件规模受限的可重新配置的硬件中也可以高效地执行大规模的处理。

本发明的另一目的是在使用可重新配置的硬件的信息处理设备中提供一种系统，该系统可以通过即使在不能预先和静态地确定用于加载和执行程序的调度时动态地管理处理过程，而高效地执行处理。

为了获得以上目的，本发明的信息处理设备设置有可重新配置的硬件、输入输出数据存储器以及控制器。

可重新配置的硬件可以根据要执行的任务的处理内容来加载一个或多个程序，以及可以同时执行一个或多个加载的程序的一个或多个程序。输入输出数据存储器将要处理的输入输出数据存储在可重新配置的硬件中。控制器控制加载程序到可重新配置的硬件，以及执行这些程序。

控制器配置有程序存储器、任务信息存储器。作业信息存储器、作业管理器和调度器。

程序存储器存储要被加载到可重新配置的硬件的多个程序。

任务信息存储器存储任务信息，该任务信息指示对于存储在程序存储器中的每个程序可由相同程序执行的多个任务。

作业信息存储器存储作业信息，该作业信息指示在作业中包括的每个任务之间的依赖关系，该作业是配置有多个任务的处理单元的组。