一种可重构算子阵列的处理结构及其综合方法的研究与设计

• 作 者: 蓝晶
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 集成电路 数字运算 芯片设计 可重构算子

当前的集成电路市场集中在计算机、通信与消费电子三方面。在这些应用中需要复杂的数字信号运算,由多个子任务组成,在运算复杂度及运算量方面的需求提升的越来越快,这对承载这些处理的硬件系统在速度方面提出了更多的挑战。同时在许多嵌入式应用中,对功耗、成本也有较高的要求。同时,应用领域之间的交叉越来越频繁,这种交叉导致了硬件系统的功能性和异构性不断增加,系统设计越来越复杂。而市场需求不断的变化,特别是消费类电子的变化更是日新月异,系统的设计速度已经跟不上市场的变化,所以能够满足多种需求、多种应用的高灵活性、高扩展性的系统快速开发成为当前IC设计急需解决的问题。　　本文提出一种可重构算子阵列结构和与之配套的高级综合方法,通过在硬件上提升运算和控制单元的力度,综合方法上提高设计输入语言的抽象层次,从而提升用户的开发速度,缩短上市时间。主要研究内容包括：⑴可重构算子的功能定义与设计。通过对完备性的评估,保证对应的算子在功能上合理分类,能覆盖到所有算法需求。确定了合适的数据位宽,设计算子之间数据的同步方式等。⑵中间语言的定义。设计了对可重构算子阵列结构进行功能和连接的抽象描述的中间语言,具有一定的通用性,当综合目标发生变化时,由本中间语言组织的综合结果仍然可用。⑶综合方法研究。完成了用户的设计描述的降低,即将设计语言中每个语言元素转换成中间语言的描述,即将用户的描述用可重构算子阵列实现。通过先对输入设计进行层级划分,即块的划分,再针对不同的块设计不同的综合方案以满足用户的需求。同时设计的列表接口保证了块之间数据通信的畅通。设计的IO接口机制使用户更加方便的描述芯片输入输出数据与内部运算的关系。