[发明专利]支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构系统

说明书

支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构系统，属于计算机技术领域。为了解决现有多核处理器芯片的局部故障恢复存在可用性差的问题。所述系统包括：故障检测模块，用于检测多核处理器芯片的故障，并将故障核隔离；故障定位模块，用于获取故障的位置，地址和类型等信息，实现对故障的准确定位；根据故障点的定位分析，确定重构布线的约束条件和需要重构的最小电路模块；故障恢复模块，避开故障点所在位置，采用硬件演化算法生成与需要重构的最小电路模块功能一致的等效模块，获得新的配置码流，基于局部重配置方法将配置文件的差异码流重新下载，实现对故障核的重构，恢复其正常功能。用于多核处理器局部永久故障恢复。

技术领域

本发明属于属于计算机技术领域。

背景技术

局部永久故障导致多核处理器芯片功能失效，软件恢复方法难以修复故障区域硬件电路，往往浪费大量的冗余资源进行故障迁移。可重构多核处理器利用片上可重构资源，在故障区域约束条件下通过硬件演化，以最小计算代价和资源开销重构与故障区域功能等效的硬件电路，实现多核处理器局部永久故障的片上恢复，可满足环境苛刻、高可靠性要求的恶劣环境计算、工业控制、移动计算领域的需求，有效提升处理器的可靠性，延长多核处理器的使用寿命。

多核处理器硬件故障恢复是并行体系结构、容错计算、系统可靠性设计等领域的研究热点。但对于支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构，已提出的基于软件和硬件恢复的技术方法性能和可靠性难以满足实际需求，还不能真正有效解决多核处理器的故障修复问题，缺少高可用性的支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有多核处理器芯片的局部故障恢复存在可用性差的问题，本发明提供一种支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构系统。

本发明的支持局部永久故障恢复的多核处理器芯片可重构系统，所述系统包括故障检测模块、故障定位模块和故障恢复模块；

故障检测模块，用于确定多核处理器中发生局部永久故障的故障核，并对该核进行隔离；

故障定位模块，采用回读方法，从故障核的配置存储器中读取隔离的临时配置文件，与故障核的全局配置文件进行差异比对，并根据配置文件码流与故障核的资源映射关系获取故障的位置、地址和类型信息，实现对故障点的定位；通过对故障点的定位分析，确定重构布线的约束条件和需要重构的最小电路模块；

故障恢复模块，用于避开故障点所在位置，采用硬件演化算法生成与需要重构的最小电路模块功能一致的等效模块，获得新的配置码流，基于局部重配置方法将配置文件的差异码流重新下载，实现对故障核的重构，恢复其正常功能，完成多核处理器芯片的局部永久故障恢复。

所述故障检测模块包括校验器和多核处理器瞬时故障恢复系统；

校验器，用于根据多核处理器每个核的运算结果，输出诊断故障发生在哪一个核上，确定故障核；

所述多核处理器以锁步模式运行程序；

多核处理器故障恢复系统，用于对故障核进行瞬时故障恢复，当恢复不成功，则对该故障核进行隔离，进行局部永久故障恢复。

所述故障定位模块包括外部微控制器、故障定位器、配置文件存储器和配置数据总线；

外部微控制器，用于控制回读操作，从故障核的配置文件寄存器中读取隔离的临时配置文件；

故障定位器，用于将故障核的临时配置文件与全局配置文件进行差异比对，并根据配置文件码流与故障核的资源映射关系获取故障的位置、地址和类型信息；通过对故障点的定位分析，确定重构布线的约束条件和需要重构的最小电路模块；

配置文件存储器，用于存储故障核的全局配置文件和局部配置文件；

配置数据总线，用于读写内部配置寄存器。