21、Java与硬件协处理器及FPGA的接口技术解析

Java与硬件协处理器及FPGA的接口技术解析

1. 协处理器在计算机架构中的位置

在复杂的计算机系统如桌面PC或服务器中，简单的模型并不适用。由于存在多个内存空间和内存总线，协处理器无法直接连接到CPU核心，合适的位置是在扩展总线上，如PCI Express（PCIe）、USB或HyperTransport。

以下是简化的PC或服务器架构示意：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
    PhysicalMemory(Physical memory):::process --> MemoryBus(Memory bus):::process
    MemoryBus --> PCIeBridge(PCIe Bridge):::process
    PCIeBridge --> PCIeBus(PCIe Bus):::process
    PCIeBus --> Coprocessor(Coprocessor):::process
    CPU(CPU<br>Running JVM and OS):::process --> MemoryBus

2. 协处理器的硬件实现

协处理器可以通过多种不同的硬件技术实现：
- 专用集成电路（ASIC） ：早期协处理器使用离散逻辑实现，随着集成电路成本降低，计算机制造商开始使用ASIC，即针对特定应用的定制硅芯