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  一种一维可重构计算系统模型的设计# 杜高明，张 敏，宋宇鲲，张多利* （合肥工业大学微电子设计研究所，合肥 230009） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：可重构计算系统结合了通用处理器和专用集成电路两者的优点，既保持了传统硬件的 执行速度，又兼具软件编程的灵活性。本文针对高密度计算领域，提出了一种一维阵列结构 可重构计算系统模型，设计了 PE 间和 PE 内三种重构模式，采用 C++语言对模型进行系统 级建模，实现了模型的快速参数化扩展和配置。仿真实验表明，不同 PE 个数、不同 PE 重 构模式系统的计算性能不同，该模型可以为优化可重构计算系统结构提供依据。 关键词：可重构计算；系统建模；可重构模式 中图分类号：TN403 Design of One-Dimensional Reconfigurable Computing System Model DU Gaoming, ZHANG Min, SONG Yukun, ZHANG Duoli (VLSI Research Institute, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China) Abstract: Reconfigurable computing system which combines the advantages of the general-purpose processor and ASIC, not only maintains the traditional hardware execution speed, but also the software programming flexibility. In this paper, which is aimed the high-density computing area, a reconfigurable computing system with one-dimensional model of a linear array structure is proposed. In this structure, three reconfigurable modes between PEs and three reconfigurable modes for PE are designed. C++ language is used for system-level modeling for the reconfigurable system. Due to the parametric design, reconfigurable system structure can be rapidly expanding and configuration. Simulation results show that the different number of PE and various PE reconfigurable models perform differently, and the model can provide a basis for the reconfigurable computing system. Key words: reconfigurable computing; system-level modeling; reconfigurable model 0 引言 在当今的 MPSoC（MPSoC，Multi Processor System on Chip，多核片上系统）研究中， 如何面向应用设计高效能、高可用的系统体系结构成为多核时代的研究主题[1]。MPSoC 允 许将多个不同类型的、针对特定应用的处理核心集成在一块芯片中，因而面对不同应用需求， 可以提供较高的灵活性和高效的处理机制[2]。可重构片上多核系统利用不同粒度、不同耦合 度的可重构资源，充分开发资源的并行性，兼顾硬件计算的高性能及软件实现的灵活性，同 时，SoC 技术的进步以及大量的片上资源使得异构体系结构设计不仅可行而且成为未来可重 构系统开发的一个主要趋势[3]。 高密度计算对计算效率要求较高，可重构片上多核系统可以很好地满足其对计算性能的 要求。可重构片上多核系统的计算核心为可重构计算处理器。可重构计算处理器具有较高的 灵活性与高效性，系统设计空间巨大，设计一个优化的系统结构或得到一个优化的实现方案 十分复杂[4]。同时，它集成了多核技术、分布式计算技术、可重构技术等重要前沿技术。其 中，作为核心技术之一的重构模式研究具有重要的战略意义[5]。 [6]给出了一种基于二维 mesh 片上网络的可重构处理器阵列模