[发明专利]可重构处理单元、可重构处理单元阵列及其运行方法

说明书

本发明实施例提供了一种可重构处理单元、可重构处理单元阵列及其运行方法，其中，该方法包括：在取配置的流水环节中，读取该可重构处理单元的配置信息；在译码和取数的流水环节中，对配置信息进行译码并根据所述配置信息读取数据；在执行的流水环节中，根据配置信息对读取的数据进行运算操作或访存操作；在写回的流水环节中，根据配置信息对数据进行存储器的写回操作，各流水环节并行运行。该方案可重构处理单元实现共四级流水环节，各流水环节并行运行，在执行的流水环节中实现了运算操作功能和访存操作功能并存且运算操作和访存操作分离式运行，使得实现了执行的流水环节更细的流水设计，有利于提高可重构处理单元阵列的计算能力和计算性能。

技术领域

本发明涉及处理器技术领域，特别涉及一种可重构处理单元、可重构处理单元阵列及其运行方法。

背景技术

粗粒度可重构处理器架构以其低能耗、高性能和高能效和灵活动态可重构的特性，正得到越来越多的关注。粗粒度可重构计算架构是一种综合了通用处理器的灵活性和专用集成电路的高性能计算架构，非常适用于对于数据和计算密集型等并行度非常高的应用的处理，比如，人工智能、数字信号处理、视频图像处理、科学计算和通信加密等领域的应用。同时，随着人工智能、神经网络、大数据、云计算、5G通信等应用的迅速兴起，其带来的更加密集的数据和更加密集的运算，这就提出了对芯片计算能力的挑战。

可重构处理单元自身的性能特点使其更适合被分配一个任务环节而不是独自承担整个任务链完成各种任务功能，并且可重构处理单元阵列内部的各个可重构处理单元之间的互联，为流水化执行任务提供了可能。那么，如果我们能够让可重构处理单元分别执行不同流水环节的任务，数据在各个可重构处理单元的流通形成多级流水的形式，支持多个流水线环节的并行执行，就能在有限的硬件资源下，将计算能力和计算性能近乎成倍提高。现有的可重构处理单元虽然可分别执行不同流水环节的任务，如，取配置、译码、取数、执行(分为运算、访存两种执行操作)和写回等流水环节，但是，每个可重构处理单元在执行流水环节时只能执行运算操作或访存操作，即只具备运算操作或访存操作一种功能，使得每个可重构处理单元只具备单一的执行功能，这样的可重构处理单元不利于提高可重构处理单元阵列的计算能力和计算性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种可重构处理单元的运行方法，以解决现有技术中可重构处理单元不利于提高可重构处理单元阵列的计算能力和计算性能的技术问题。该方法包括：

在取配置的流水环节中，读取该可重构处理单元的配置信息；

在译码和取数的流水环节中，对所述配置信息进行译码并根据所述配置信息读取数据；

在执行的流水环节中，根据所述配置信息对读取的数据进行运算操作或访存操作，其中，所述执行的流水环节同时具备运算操作和访存操作的功能；

在写回的流水环节中，根据所述配置信息对数据进行存储器的写回操作，其中，所述取配置的流水环节、所述译码和取数的流水环节、所述执行的流水环节以及所述写回的流水环节中，各流水环节并行运行。

本发明实施例还提供了一种可重构处理单元阵列的运行方法，以解决现有技术中可重构处理单元不利于提高可重构处理单元阵列的计算能力和计算性能的技术问题。该方法包括：

组成可重构处理单元阵列的每个可重构处理单元的运行包括上述任意所述的可重构处理单元的运行方法，配置所述可重构处理单元阵列中四周边缘上的可重构处理单元在所述执行的流水环节中执行访存操作，配置所述可重构处理单元阵列中除了四周边缘上的可重构处理单元之外的其他可重构处理单元在所述执行的流水环节中执行运算操作；