[发明专利]一种动态多模式可配的可重构计算单元结构

摘要

本发明公开了一种动态多模式可配的可重构计算单元结构，应用于可重构处理器系统中。可重构处理器系统主要包括三部分：数据模块、配置模块和可重构阵列。该可重构处理器包含四个可重构阵列，每个可重构计算阵列包含48个同构计算单元。每个计算单元之间的路由结构根据配置信息实现，实现同一可重构阵列中加、减、乘、除并行执行；相较于传统的可重构计算单元结构，该结构通过精细化配置，可以高效地实现加、减、乘、除四种运算；面向不同算子，可将阵列中计算单元进行组合，从而高效地实现多种不同算法，提高了可重构处理器系统的吞吐率、灵活性和计算效率。

主权项

1.一种动态多模式可配的可重构计算单元结构，其特征在于，包括可重构处理器，所述可重构处理器包括数据模块、配置模块和四个同构的可重构阵列；所述数据模块包括常数存储器和共享存储器，所述的任一个可重构阵列包括六排，每排包括八个同构计算单元；每一个计算单元均可实现加、减、乘、除四种运算；所述配置模块包括五个输出端，所述输出端分别接入数据模块和四个可重构阵列；数据模块的常数存储器包括四个输出端，分别对应接入四个可重构阵列的CIRS端；共享存储器包括四个输出端，分别对应接入四个可重构阵列的FIFO端；所述的每个计算单元之间的结构根据配置信息实现，实现同一可重构阵列中加、减、乘、除运算并行执行；所述计算单元包括输入调整模块、CORDIC旋转模块和输出调整模块；输入调整模块调整参与运算的两个操作数，对其中一个操作数进行移位运算，并将移位信息发送给输出调整模块；CORDIC旋转模块对获取的两个操作数进行线性坐标下的CORDIC旋转；输出调整模块根据输入调整模块传递的移位信息对获得的计算值进行移位计算以得到最终结果；所述CORDIC旋转模块包括i级流水级结构，其中，i＝0，1，2，…，15；每级流水结构包括左边的加减法器A、右边的加减法器B、一个符号判断器和一个移位器；所述加减法器包括三个输入端口，分别为左输入端，右输入端和侧输入端；定义每级流水级结构的移位器移动位数和方向：第i级流水级的移位器移动i位，移位方向为右移；输入调整模块包括三个输出信号，第一个输出信号接入每一级流水级结构的移位输入端，移位器的输出端接入加减法器A的左输入端；每一级流水级的加法器B的右输入端输入值为2‑i的操作数；第i级流水结构的加减法器连接关系如下：第0级流水级结构中，加减法器A的右输入端和加减法器B的左输入端通过配置信息配置，两端中的一端接输入调整模块的第二输出信号，另一端置零；其他流水级结构中，加减法器A的右输入端接上一级流水级结构中的加减法器A的输出端；加减法器B的左输入端接上一级流水级中的加减法器B的输出端；加减法器A和加减法器B侧输入端接该级符号判别器的输出端；在一个流水级结构中，所述符号判别器的连接关系为：配置信息配置该级加减法器A的右输入信号或加减法器B的左输入信号接入符号判别器输入端，符号判别器的输出端分别接入该级加减法器A和加减法器B的侧输入端；通过配置将第15级流水级中加减法器A的输出端、第15级流水级中加减法器B的输出端或第0级流水级中加减法器A的输出端作为CORDIC模块的输出。