一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種操作系統(tǒng)，具體涉及一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，屬于計算機智能控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，實時電路可重構(gòu)技術(shù)(動態(tài)重構(gòu))逐漸成為國際上計算系統(tǒng)研究中的一個新熱點，它的出現(xiàn)使過去傳統(tǒng)意義上硬件與軟件的界限變得模糊，讓軟件擁有了硬件的高性能，又讓硬件具備了軟件的靈活性。但是目前動態(tài)重構(gòu)計算系統(tǒng)在實際的應用過程中仍然存在著不少問題，比如在實際開發(fā)的中，應用程序開發(fā)人員需要去理解硬件接口細節(jié)，管理硬件加速器的配置以及軟硬件之間通信，這對開發(fā)人員來說非常繁瑣，降低了開發(fā)效率，還有傳統(tǒng)的可重構(gòu)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)缺乏對可重構(gòu)資源動態(tài)的管理，這不利于可重構(gòu)資源的充分利用。為了解決這些問題，設(shè)了一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，它通過系統(tǒng)調(diào)用封裝了底層硬件細節(jié)，讓程序設(shè)計者可以以透明的方式開發(fā)應用程序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一)要解決的技術(shù)問題
[0004]為解決上述問題，本實用新型提出了一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，提高硬件資源利用率和整個系統(tǒng)的性能。
[0005](二)技術(shù)方案
[0006]本實用新型的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，包括微處理單元，及與微處理單元通過互連總線電連接的可重構(gòu)資源、配置控制器、可重構(gòu)管理單元、片上RAM、總線控制器及RAM接口，及與配置控制器電連接的硬件函數(shù)配置文件庫，及與RAM接口連接的DRAM ;所述可重構(gòu)資源由多個硬件函數(shù)模塊及標準化接口組成。
[0007]進一步地，所述配置控制器與可重構(gòu)資源和可重構(gòu)管理單元電連接。
[0008]進一步地，所述微處理單元包括微處理器及硬件加速器。
[0009](三)有益效果
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，硬件加速器以硬件函數(shù)的形式封裝，并形成硬件函數(shù)庫，操作系統(tǒng)通過定義系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)以及相應的接口，實現(xiàn)系統(tǒng)對硬件函數(shù)調(diào)用的支持，使程序設(shè)計者能夠像調(diào)用普通庫函數(shù)一樣調(diào)用硬件函數(shù)；另外，操作系統(tǒng)記錄和管理可重配置資源的使用，提高硬件資源利用率和整個系統(tǒng)的性能。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示的一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，包括微處理單元，及與微處理單元通過互連總線電連接的可重構(gòu)資源、配置控制器、可重構(gòu)管理單元、片上RAM、總線控制器及RAM接口，及與配置控制器電連接的硬件函數(shù)配置文件庫，及與RAM接口連接的DRAM ;所述可重構(gòu)資源由多個硬件函數(shù)模塊及標準化接口組成。
[0013]所述配置控制器與可重構(gòu)資源和可重構(gòu)管理單元電連接。
[0014]所述微處理單元包括微處理器及硬件加速器。
[0015]本實用新型的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)的工作原理:可重構(gòu)資源負責維護動態(tài)可重構(gòu)資源狀態(tài)信息、從硬件函數(shù)庫中讀配置字節(jié)流文件、執(zhí)行綜合和配置命令標準化接口，由于硬件任務(wù)的動態(tài)創(chuàng)建和釋放，可重配置資源的使用情況也在不斷變化的，資源管理器會跟蹤這些變化，并且能夠及時反饋給操作系統(tǒng)，在需要對可重構(gòu)資源進行操作時，操作系統(tǒng)會根據(jù)資源管理單元的情況來命令配置控制器對可重構(gòu)資源進行相應的操作；配置文件數(shù)據(jù)庫，在經(jīng)過頂層設(shè)計綜合、模塊設(shè)計綜合、初始預算、模塊實現(xiàn)和最終編譯等一系列的操作之后，生成整個電路功能的可下載的FPGA配置數(shù)據(jù)文件，存儲在非易失存儲器中供系統(tǒng)動態(tài)調(diào)用；在配置控制器接收到系統(tǒng)調(diào)度器的配置命令后，配置控制器從配置文件數(shù)據(jù)庫中讀取出對應硬件加速模塊的配置文件并配置到可重構(gòu)資源單元指定的位置。
[0016]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應落入到本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項】
1.一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理單元，及與微處理單元通過互連總線電連接的可重構(gòu)資源、配置控制器、可重構(gòu)管理單元、片上RAM、總線控制器及RAM接口，及與配置控制器電連接的硬件函數(shù)配置文件庫，及與RAM接口連接的DRAM ；所述可重構(gòu)資源由多個硬件函數(shù)模塊及標準化接口組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，其特征在于:所述配置控制器與可重構(gòu)資源和可重構(gòu)管理單元電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理單元包括微處理器及硬件加速器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，包括微處理單元，及與微處理單元通過互連總線電連接的可重構(gòu)資源、配置控制器、可重構(gòu)管理單元、片上RAM、總線控制器及RAM接口，及與配置控制器電連接的硬件函數(shù)配置文件庫，及與RAM接口連接的DRAM；所述可重構(gòu)資源由多個硬件函數(shù)模塊及標準化接口組成。本實用新型的可重構(gòu)硬件透明編程的操作系統(tǒng)，硬件加速器以硬件函數(shù)的形式封裝，并形成硬件函數(shù)庫，操作系統(tǒng)通過定義系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)以及相應的接口，實現(xiàn)系統(tǒng)對硬件函數(shù)調(diào)用的支持，使程序設(shè)計者能夠像調(diào)用普通庫函數(shù)一樣調(diào)用硬件函數(shù)；另外，操作系統(tǒng)記錄和管理可重配置資源的使用，提高硬件資源利用率和整個系統(tǒng)的性能。
【IPC分類】G06F9/44
【公開號】CN205003656
【申請?zhí)枴緾N201520681730
【發(fā)明人】馬炳剛
【申請人】黑龍江傲立輔龍科技開發(fā)有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月6日