可重构的微分方程通用解算器研究和实现

基于经典微分方程数值解法四阶龙格-库塔法(fourth-order Runge-Kutta,RK4),文章提出一种可重构微分方程解算器(reconfigurable differential equation solver,RDES)。RDES采用可重构的计算原理,内部运算部件能够被映射为不同常微分方程(ordinary differential equation,ODE)的求解电路。RDES支持ODEs的快速批量求解,具有良好的通用性。几种实际应用的ODEs进行性能验证的实验结果表明,RDES能够求解不同结构、阶数、变量等条件的ODEs,且在批量计算中性能较通用处理器提升约10~120倍。

一种指令级动态可重构浮点处理器设计

针对高性能计算中非规则寻址模式任务的加速需求,文章设计了一种指令级动态可重构浮点处理器(dynamically reconfigurable floating-point processor, DRFP),区别于传统的可重构处理器,引入一种基于融合指令的实现方式,使得该处理器兼具动态重构和乱序执行能力。该处理器作为主要计算核心集成于一款异构多核系统芯片,并在Xilinx Ultrascale系列xcvu440的FPGA芯片上进行了原型验证,系统可以稳定工作在120 MHz。实验结果表明,该处理器在兼顾高性能的同时相较于已有工作能更好地适应非规则运算,且性能提高近3倍。

一种自适应可重构通用浮点加速器的设计

用加速器因其专业性过强往往缺乏一定的灵活性,在处理不同类型的应用时不可避免的导致能效比的下降.本文设计了一款自适应可重构浮点加速器,它可以根据计算任务需求和可重构计算资源使用情况,在运行时将计算任务映射到可重构计算资源,具有自适应可重构的能力.该浮点加速器整体采用"RISC-V+可重构浮点运算单元"的架构,可重构浮点运算单元由一系列粗粒度浮点运算器构成,负责具体的浮点计算.该设计在Xilinx Ultrascale XCVU440FPGA芯片上进行了原型验证,结果表明,该浮点加速器具有较广的应用面,运算效率高,算法适应性强.