62、面向粗粒度可重构架构的实用高效领域特定功能单元设计

面向粗粒度可重构架构的实用高效领域特定功能单元设计

在可重构计算领域，如何设计出实用且高效的领域特定功能单元是一个关键问题。本文将介绍一种基于可编程数据流计算架构（ProDFA）的设计方法，包括其架构介绍、领域特定设计流程、快速最大有效子图（MVS）枚举算法以及启发式子图识别方法。

1. 引言

在可重构架构设计中，传统的自底向上方法在识别候选函数时效率较低。为了加速这一过程，本文采用了聚类技术减少无效节点数量，结合无效节点消除和分裂算法进行 MVS 枚举，并引入拓扑顺序进行搜索和识别。

2. ProDFA 架构介绍

ProDFA 是一种粗粒度可重构架构，具有高度灵活的可编程性。其整体结构如下：
- 可重构处理单元（RPU） ：包含可重构数据路径流水线，由多个可配置功能单元和本地内存组成。
- 可配置应用特定功能单元（CAFU） ：根据特定领域应用设计，每个 CAFU 有配置端口，用于注册函数和输入数据连接信息。
- 可重构处理节点（RPN） ：由四个 RPU 集群组成。
- RPN 阵列结构 ：由多个 RPN 构成，可根据应用需求扩展规模。

RPU 是 ProDFA 的基本元素，主要包括三个部分：
- 控制和配置部分 ：由配置内存（CRAM）、运行时控制有限状态机（FSM）、控制状态寄存器（CSR）和执行上下文缓冲区组成，支持简单的每周期控制。
- 执行部分