论文基于随机模型的可重构计算互连资源估计

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1、基于随机模型的可重构计算互连资源估计摘要：在可重构计算设计初期，确定可重构计算的各种互连资源数目是一个关键问题。如果设计的互连资源过少，可能导致应用领域中的部分算法无法实现，而过多的互连资源会造成芯片而积的浪费。基于可重构计算的特点，分析了可重构计算的相邻连接、路由连接和近邻连接三种类型互连资源。通过建立互连资源估计的随机模型，提出了可重构计算中各种互连资源数H的估计方法。仿克结果表明，该方法能够比较准确地估计各种互连资源的数冃，从而指导可重构计算互连资源的设计，降低设计风睑。关键词：可重构计算；互连资源；随机模型Connectingresourceestimationforr

2、econngurablecomputingbasedonstochasticmodelAbstract：Itisanimportantissuetodeterminc?thenumberofeachconnectingresourceforreconFigurablecomputing(RC)inearlydesignstage・TfthenumberofconnectingresourcecontainedinRCistoosmal1,itmayresultinfciilureofexecutingsometipplicationalgorithms・Ontheotherha

3、nd,toomuchconnectingresourcemaywastechiparea.AccordingtocharacteristicofRC,threeconnectingresource,neighbortoneighborconnection,routingconnectionandnearneighborconnectionwereanalyzed・Byestablishingstochasticmodelforconnectingresourceestimation,anapproachtoestimatethenumberofconnectingresourc

4、eforRCwaspresented.SimulationresulthasshownthatitisaguidertoconnectingresourcedesignforRC,andishelpfultoreducedesignrisk.Keywords：reconfigurablccomputing；connectingresource；stochasticmodel—可重构计算作为一种新的高性能计算解决方案，具有较高的性能和灵活性，在信息安全、多媒体和通信等多标准和多算法的应用领域具有广阔的应用前景⑴役由于可重构计算一般面向待定的应用领域M叫应用领域中的每个算法具有不同

5、的复杂度，它们对可重构计算的互连资源提出了不同的要求。可重构汁算芯片需要提供一定数目的不同类型的互连资源。如果芯片提供的某种互连资源的数目过少，一方面有可能会导致芯片性能降低；另一方而有可能导致应用领域中的部分算法无法实现，而过多的互连资源会造成芯片面积的浪费。在［C(IntegratedCircuit)设计过程中,估计布线面积己有许多成熟的研究成果。文献［6］建立了二维阵列结构芯片的布线随机模型，并研究了估计布线面积的方法；文献［7］根据布线的随机模型提出了估计FPGA(FieldProgrammableGateArray)布线通道宽度的方法；在随机模型的基础上，文献［8］研

6、究了FPGA的布通率问题。虽然这些方法在解决IC设计过程屮的布线面积估计问题和FPGA的布通率问题时比较冇效，但都不适合可重构计算芯片的互连资源数目估计。本文在分析可重构计算芯片互连资源的基础上，通过建立互连资源估计的随机模型，提出了估计可重构计算芯片各种互连资源数目的方法4—1、可重构计算的互连资源可重构计算的互连资源是可重构功能处理单元(以下简称PE)之间传递数据的媒介，它是PE的一部分。可重构计算面向特定的应用领域，并主要应用于实现应用算法的计算加速，它不用具备FPGA的通用性，也不用实现自由逻辑，因此，可重构计算的互连资源比较简单，可将其分成如图1所示的三种类型(C)近

7、邻连接图1可重构计算的互连资源图1中，相邻连接互连资源是同一行或同一列上的相邻PE之间传递数据的媒介；路由通道互连资源将来口于其他PE的数据传递输出，而该PE本身并不消费这些数据;行列近邻连接互连资源是同一行或同一列wnivno广()wnr1(i,j)wa厂owaowaiuxuo」uunnjO,1EUono—enro—onrioari—earoeaoOUS■IJUS图2功能处理单元的互连资源上的间隔p-1个PE的PE之间传递数据的媒介(V称为行列近邻连接分段长度)。在上述三种类型互连资源的