一种针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台及方法与流程

本发明涉及，尤其涉及一种针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台及方法。

背景技术：

可重构计算系统作为一种新的计算模型，能够实现算法到计算引擎的空间映射，在制造成集成电路后仍然具备定制能力。可重构计算系统兼顾了通用处理器和专用集成电路的优点，相比专用集成电路灵活性较高，同时计算性能又远好于通用处理器。

传统的软件编译方法是将高级程序语言描述的算法映射到处理器的指令集，硬件编译方法是将硬件描述语言通过逻辑综合映射为硬件电路。可重构系统的算法编译时将算法描述转换为可重构系统的配置信息。目前，商业化的fpga编译器已经实现hdl编译，基于高级程序语言的可重构编译系统研究也取得了较大发展。但是对于不同的可重构soc系统，情况就会更加多变和复杂。不同的可重构计算系统需要专门的工具针对不同的算法产生可重构系统的配置信息和控制指令。可重构系统可根据配置信息将系统配置成针对特定算法的加速硬件。

由于可重构结构具有较高的灵活性，其设计空间巨大，为某个特定的应用领域设计一个优化的可重构结构，或者针对某一项应用得到一个优化的实现方案是一项十分复杂的任务。在设计可重构系统时，可重构系统的验证平台对于一个可重构系统也起到了非常重要的作用。一个好的验证平台更有利于设计者对可重构结构的设计空间进行探索，从而选择一个优化的设计方案。

技术实现要素：

本发明目的在于针对可配置处理核的灵活性，设计一种参数自动化配置的验证平台，以满足可配置处理核多种参数和多种算法的验证需求。具体有以下技术方案实现：

所述针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台，包括

硬件验证模块，包括可配置处理核，对可配置处理核进行参数配置，经可配置处理核得到运算数据，并存储、输出所述运算数据；

软件验证模块，包括java单元和matlab单元，接收所述运算数据，根据运算数据，产生可配置处理核运算所需的源数据、参数和配置信息，并对处理核运算结果进行对比和验证。

所述针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台的进一步设计在于，硬件验证模块还包括risccpu、总线、ddr存储器以及千兆网口，risccpu与ddr存储器通信连接，risccpu通过总线与可配置处理核通信连接，对可配置处理核进行配置。

所述针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台的进一步设计在于，risccpu根据内部的api函数对一个或多个可配置处理核进行配置。

所述针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台的进一步设计在于，软件验证模块和硬件平台的协同配合，软件验证模块通过千兆网口将数据发送给硬件平台，待测数据和配置信息存储在ddr中。

所述针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台的进一步设计在于，软件验证模块对可配置处理核在不同参数配置下的运算结果与matlab算法模型进行自动对比和验证。

如上述的针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台的针对可配置处理核的参数自动化配置验证方法，包括如下步骤：

1）通过matlab软件验证模块形成rpsc内部加速算法的matlab模型，该模型用于和rpsc计算结果进行对比，以验证rpsc计算结果的正确性；同时matlab软件验证模块负责产生计算的源数据以及运算所需的参数；

2）java单元负责将matlab产生的数据文件中的源数据、参数和java单元生成的配置信息通过gmac写数据至ddr的指定地址；

3）risccpu接收到数据发送完成指令后，读取存储在ddr中的配置信息并进行解析；将配置参数写入到rpsc的配置寄存器中，rpsc根据配置寄存器的信息重构内部流水线架构，进行相应算法流水线的加速计算，计算产生的结果存储在ddr相应的地址中；运算结束后，rpsc将运算结果通过gmac返回给软件验证模块；

4）上位机通过java单元接收所述运算结果，将接收到的结果数据转换成文本文件，并将rpsc产生的结果和所述matlab模型结果进行对比，以验证运算结果的正确性。

本发明的优点如下：

本发明提供的针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台具有可扩展性，通过总线在risc核上连接一个或多个，甚至是不同的待验证的可配置处理核，只需更改软件验证模块代码和risc核的api函数即可适应不同的验证需求；具有灵活性，由于可配置处理核的配置信息多变，算法的灵活性大，验证源数据和参数的数据量大且多变，该验证平台中软硬件平台协同配合，能够很好地满足验证灵活性高的需求。

附图说明

图1是验证平台体系结构示意图。

图2是可配置流水核rpsc验证流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方案进行详细说明。

可配置流水信号处理核，即rpsc，采用本本实施例的参数自动化配置验证平台，如图1所示。可配置的流水信号处理核，能够对不同种类和参数的算法进行硬件加速。验证平台包括硬件验证模块和上位机软件验证模块两大部分。

硬件验证模块包括待验证的rpsc、cpu、axi总线、gmac网口以及ddr存储器。本系统中的cpu为risccpu，risccpu通过总线和rpsc进行通信，对rpsc进行配置。ddr：用于存储rpsc运算的配置信息、原始数据和结果数据。gmac即为千兆以太网网络接口，硬件验证模块通过该接口，将上位机软件验证模块端的数据快速地送入到内部ddr，运算结束后，ddr中的结果数据可以通过gmac输出到软件验证模块。axi总线：各个组件之间的通信桥梁。rpsc为系统中待验证的部分，cpu可以通过配置rpsc的寄存器来使其加速不同的算法。

软件验证模块包括java单元、matlab单元以及自动对比平台。rpsc支持多种算法，每个算法需要配置不同的参数，因此不同配置下需要不同的源数据、参数和配置信息。该自动对比平台可以根据可配置处理核每次运算所需的不同参数，灵活产生可配置处理核运算所需的源数据、参数和配置信息，还可以对处理核运算结果进行对比和验证。上位机java单元，本实施例中的java单元为基于java的上位机控制软件，用于发送数据文件和接收网口回传数据以及对结果进行自动比对的功能。matlab单元，本实施例为matlab的激励产生平台：用于产生两种算法的matlab模型以及产生测试源数据和结果数据，实现对理论结果与计算结果进行比较和进行误差分析的功能。

在对rpsc核进行验证时，根据图2所示的流程图，具体介绍该验证平台的验证实施方法，具体包括如下步骤：

1）通过matlab软件验证模块设计出rpsc内部加速算法的matlab模型，该模型用于和rpsc计算结果进行对比，以验证rpsc计算结果的正确性。matlab软件验证模块还负责产生计算的源数据以及运算所需的参数。

2）接下来java单元负责将matlab产生的数据文件中的源数据、参数和java单元生成的配置信息通过gmac写数据至ddr的指定地址。

3）risccpu接收到数据发送完成指令后，读取存储在ddr中的配置信息并进行解析。然后将配置参数写入到rpsc的配置寄存器中。rpsc根据配置寄存器的信息重构内部流水线架构，然后开始相应算法流水线的加速计算，计算产生的结果存储在ddr相应的地址中。运算结束后，rpsc将运算结果通过gmac返回给上位机软件验证模块。

4）上位机通过java单元接收计算结果数据，然后将接收到的结果数据转换成文本文件。最后，利用将rpsc产生的结果和matlab模型结果进行对比，验证运算结果的正确性。

本实施例提供的针对可配置处理核的参数自动化配置验证平台具有可扩展性，通过总线在risc核上连接一个或多个，甚至是不同的待验证的可配置处理核，只需更改软件验证模块代码和risc核的api函数即可适应不同的验证需求；具有灵活性，由于可配置处理核的配置信息多变，算法的灵活性大，验证源数据和参数的数据量大且多变，该验证平台中软硬件平台协同配合，能够很好地满足验证灵活性高的需求。

以上对本发明提供的一种可重构定浮点通用fft处理器进行了详细介绍，以便于理解本发明和其核心思想。对于本领域的一般技术人员，在具体实施时，可根据本发明的核心思想进行多种修改和演绎。综上所述，本说明书不应视为对本发明的限制。