自适应动态分配缓冲的流水线优化方法、系统及应用与流程

技术特征：
1.一种自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于包括如下步骤：获取流水线结构中各级子模块的输出数据流结构，确定可动态分配的最小缓冲单元；根据前述最小缓冲单元堆叠出缓冲深度2n深度的缓冲结构，其中，n为大于等于1的整数；基于缓冲深度对等原则为流水线分配初始缓冲，此时，当流水线结构从首级子模块到末级子模块存在多条数据通路时，各条数据通路的缓冲深度一致；基于设置的自适应周期t，在每个自适应周期t内监测各前后级子模块间的缓存写满状态的出现比率，并计算缓存写满状态在对应周期t上的占空比；根据预设的缓存写满状态占空比与响应级别的映射关系，确定前述计算的占空比对应的响应级别后，根据该响应级别在下个自适应周期t内分配相邻子模块间的缓冲深度。2.根据权利要求1所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：确定可动态分配的最小缓冲单元的方式为，分析所有子模块的输出数据流结构，所述输出数据流结构包括ram深度信息和ram宽度信息，确定所有子模块的输出数据流结构的最大公约数m
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n，其中，m表示各子模块的输出数据流结构的ram深度的最大公约数，n表示各子模块的输出数据流结构的ram宽度的最大公约数；根据前述最大公约数m
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n配置最小缓冲单元的ram深度和ram宽度，其中，最小缓冲单元ram深度等于m，最小缓冲单元ram宽度等于n。3.根据权利要求1所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：所述缓存写满状态占空比的值小于1，所述响应级别至少为2个，对应不同的响应级别配置有不同的缓存写满状态占空比范围，且不同的响应级别配置有不同缓冲深度的缓冲结构。4.根据权利要求3所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：所述响应级别为4个，缓存写满状态占空比与响应级别的映射关系如下，当缓存写满状态占空比大于等于0小于25%时，对应4级响应级别；当缓存写满状态占空比大于等于25%小于50%时，对应3级响应级别；当缓存写满状态占空比大于等于50%小于75%时，对应2级响应级别；当缓存写满状态占空比大于等于75%小于100%时，对应1级响应级别。5.根据权利要求4所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：所述响应级别与缓冲深度的映射关系如下，1级响应级别对应的8级缓冲深度，此时n=4；2级响应级别对应的6级缓冲深度，此时n=3；3级响应级别对应的4级缓冲深度，此时n=2；4级响应级别对应的2级缓冲深度，此时n=1。6.根据权利要求1所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：所述自适应周期t由用户设置，或者所述自适应周期t由系统设置。7.根据权利要求1所述的自适应动态分配缓冲的流水线优化方法，其特征在于：根据前述最小缓冲单元堆叠出缓冲深度2n深度的缓冲结构时，对于每个缓冲配置有输入输出接口复用器/解复用器mux/demux，通过复用器开关的选取信号分配选择复用器/解复用器。8.一种同步流水线芯片中的流水线优化方法，其特征在于包括步骤：获取流水线结构中前后级子模块之间的空闲等待态信息，所述空闲等待态信息包括两种类型，分别为等前级空闲气泡类型和等后级空闲气泡类型；判断前后级子模块之间的空闲等待态是否为等后级空闲气泡；判定为是时，通过权利要求1-7中任一项所述的方法优化前述流水线结构。
9.一种自适应动态分配缓冲的流水线优化系统，其特征在于：包括流水线结构分析装置和动态调整缓冲装置；所述流水线结构分析装置，用于获取流水线结构中各级子模块的输出数据流结构，确定可动态分配的最小缓冲单元，并根据前述最小缓冲单元，堆叠出缓冲深度2n深度的缓冲结构，其中，n为大于等于1的整数；所述动态调整缓冲装置包括流水线初始设计模块，缓存满计数模块和缓存调度模块；所述流水线初始设计模块，用于基于缓冲深度对等原则为流水线分配初始缓冲，此时，当流水线结构从首级子模块到末级子模块存在多条数据通路时，各条数据通路的缓冲深度一致；所述缓存满计数模块，用于获取设置的自适应周期t，并在每个自适应周期t内监测各前后级子模块间的缓存写满状态的出现比率，并计算各缓存写满状态在对应周期t上的占空比；所述缓存调度模块，用于根据预设的缓存写满状态占空比与响应级别的映射关系，确定前述计算的空占比对应的响应级别，并根据该响应级别在下个自适应周期t内分配相邻子模块间的缓冲深度。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：根据前述最小缓冲单元堆叠出缓冲深度2n深度的缓冲结构时，对于每个缓冲配置有输入输出接口复用器/解复用器mux/demux，通过前述缓存调度模块产生复用器开关的选取信号。

技术总结
本发明公开了一种自适应动态分配缓冲的流水线优化方法、系统及应用，涉及集成电路设计技术领域。所述方法包括步骤：获取流水线结构中各级子模块的输出数据流结构，确定可动态分配的最小缓冲单元；根据前述最小缓冲单元堆叠出缓冲深度2n深度的缓冲结构；基于缓冲深度对等原则为流水线分配初始缓冲，使流水线结构中各条数据通路的缓冲深度一致；在每个自适应周期T内监测各前后级子模块间的缓存写满状态的出现比率，计算缓存写满状态占空比以确定对应的响应级别，根据响应级别在下个自适应周期T内分配相邻子模块间的缓冲深度。本发明能够显著提高缓冲资源利用率，降低流水线空闲气泡数，优化流水线性能。优化流水线性能。优化流水线性能。


技术研发人员：雷理
受保护的技术使用者：眸芯科技（上海）有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/1/28