可重构计算芯片(Reconfigurable Computing Chip)是基于可重构计算架构设计的芯片。可重构计算是一种时空二维编程的并行计算模式。与之相对,传统的通用处理器是时域编程的计算模式,FPGA是空域编程的计算模式。可重构计算芯片是集成电路领域的颠覆性技术,具有广泛适用性。
可重构计算芯片区别于其他电路实现形式的一大特点就是需要对数据通路进行配置,配置完成后它就像ASIC电路一样以较高的性能实现指定的功能。如图5-102所示,可重构数据通路通过配置加载器从外部加载配置,这部分构成了可重构数据通路的配置部分。缩短可重构数据通路通过配置加载器从外部加载配置,这部分构成了可重构数据通路的配置部分。缩短可重构数据通路的配置时间是十分重要的,这样可以很快地完成不同配置之间的切换,提高电路的实时响应能力。

常用的缩短配置时间的方式有两种:一是提高数据通路的粒度以减少配置信息的总量,配置时间相应减少;二是通过层次化的配置结构减少从数据通路外部输入的配置信息数量,并且实现对配置信息存储在不同的存储器中,而且每一层配置信息中都含有要使用的下一层配置信息的列表,这样逐层地调出配置信息,而不用一次性从外部将大量配置信息全部输入,从而提高了配置速度。此外,由于较高层次的配置信息只含有底层配置信息的列表,底层的配置信息会被不同的列表多次重复使用,从而达到了减少配置信息总量的目的。
可重构数据通路在配置时,层次化的配置结构被一层一层打开,最终每个数据通路单元将得到自己的配置信息并完成配置。数据通路控制模块通过解析配置信息控制每个计算单元的运算、数据的输入/输出、配置信息的加载时间等,从而实现对整个可重构数据通路的调度。
近年来,可重构计算技术已成为集成电路研究的新热点。可重构计算芯片具备硬件随软件变化而变化、软硬件双编程的特点,突破了传统的基于硬件进行软件编程的计算模式,实现了“电路跟随算法变,架构跟随应用变“的高能效动态可重构计算技术。
