21、可重构计算阵列的数据路径与结构解析

可重构计算阵列的数据路径与结构解析

在大规模MIMO信号检测处理器中，数据路径和相关计算单元的设计至关重要。下面将详细介绍可重构PEA及其基本计算单元PE的结构、功能和工作流程。

可重构PEA的结构

可重构PEA作为处理大规模MIMO信号检测处理器中计算任务并行部分的主要承担者，由主控制接口、配置控制器、数据控制器、PEA控制器和PEA组成。

• 主控制接口 ：可以是协处理器或AHB。其中，先进的RISC机器（ARM）作为主控制接口的主要模块，可将待执行的配置字和相关数据写入接口。
• 配置控制器 ：作为AHB的主要模块之一，向配置存储器发起读取请求，并将配置包传输到PEA。
• 数据控制器 ：同样是AHB的主要模块，向共享内存（挂载在AHB上，由ARM7和PEA共享的片上共享内存，其与主内存的数据交换由ARM7控制的直接内存访问控制器的数据传输实现）发起读写请求，完成PEA与共享内存之间的数据传输。

在PEA中，最基本的计算单元是PE，最基本的时间单位是机器周期。每个PE都有一个ALU，在每个机器周期内，ALU对四个输入（两个32位输入和两个1位输入）执行一次操作，得到两个输出（一个32位输出和一个1位输出）。

为了支持更复杂的控制范式，在编程模型中添加了两种机制：
1. 条件执行控制位 ：为每个PE的每行配置添加一个条件执行控制位。如果启用条件执行，PE的ALU将根据1位输入信息确定是否执行机器周期的计算。