本實用新型涉及一種數據處理裝置，尤其涉及一種基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置。
背景技術：
隨著信息技術的高速發展與普及，信息技術對大數據的依賴性越來越高，大數據如浪潮般席卷全球，深刻改變了人們的生活、工作和思維方式。全球數據正在以幾何級數增長，未來計算機的應用必將圍繞大數據而展開。大數據的到來，對計算機的處理數據能力帶了新的挑戰。目前，針對大數據的處理仍然是基于計算機的中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)實現，當單個CPU的數據處理能力有限時，傳統做法是通過增加CPU數量來提高計算機的數據處理性能，然而CPU的價格比較高，增加CPU數量給企業帶來的成本壓力大，而且隨著CPU數量的增加，計算機的功耗及發熱也將隨之增加。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于通過一種基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置，來解決以上背景技術部分提到的問題。
為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：
一種基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置，其包括PCIE橋接芯片、管理控制芯片、代碼存儲器、若干運算處理器以及與所述若干運算處理器相對應的若干數據儲存器；所述PCIE橋接芯片連接PCIE總線接口，用于將PCIE總線接口轉換成本地的32位的并行總線接口；所述管理控制芯片通過32位數據總線、30位地址總線與所述若干運算處理器互連，用于初始化所述運算處理器，并對PCIE橋接芯片和運算處理器之間進行數據和時序的管理控制，使數據準確無誤的傳輸到指定地址處理并返回結果；所述代碼存儲器通過25位地址總線和16位數據總線連接管理控制芯片，用于存儲所述若干運算處理器各自所需的數據運算程序，并在管理控制芯片控制下提供給若干運算處理器；所述若干運算處理器均與PCIE橋接芯片連接，用于各自根據收到的數據運算程序完成數據運算，并將運算結果通過PCIE橋接芯片傳輸給服務器；所述若干數據儲存器與所述若干運算處理器一一對應連接，用于原始數據、中間運算數據的存儲與讀取。
特別地，基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置包括六個運算處理器以及與六個運算處理器一一對應連接的六個數據儲存器。
特別地，所述PCIE橋接芯片選用安華高公司的PEX8311型橋接芯片。
特別地，所述管理控制芯片選用CPLD芯片；所述代碼存儲器選用FLASH存儲芯片。
特別地，所述運算處理器選用FPGA芯片；所述數據儲存器選用同步靜態隨機存取存儲器(SSRAM)。
本實用新型為計算機提供了一種外置的數據處理加速裝置，通訊接口采用成熟、穩定的PCIE總線接口，通過PCIE總線接口安裝到計算機內，計算機上安裝相應的驅動程序和應用軟件，打開相應的應用軟件，即可訪問該加速裝置，具體數據的運算則由加速裝置的運算處理器處理。本實用新型設置有六個運算處理器，均選用可編程器件，程序可以靈活定制，高速可重構，可多領域使用，同時六個運算處理器可高效和并行執行運算多任務管理，實現多處理器系統同時運行，每個運算處理器可進行多線程數據處理，從而更有效的提高數據處理速度，比普通計算機快10-2000倍，且低功耗，低發熱。本實用新型采用廣泛的PCIE總線接口，通用性強，傳輸速度快，可滿足當前高速運算的應用。本實用新型可編程性強，硬件接口采用計算機外設通用的控制寄存器、狀態寄存器的方式定義，接口明確，可根據不同的操作系統設計驅動程序，具有良好的移植性。本實用新型的可擴展性強，可根據不同的應用，設計相應的應用程序存儲在代碼存儲器。本實用新型性能優越，數據儲存器采用SSRAM，代碼存儲器選用FLASH和運算處理器選用FPGA芯片。本實用新型中FPGA芯片存儲容量大，可存儲更多數據量。本實用新型在應用中可批量下載數據，提升性能。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例提供的基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置結構圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容理解的更加透徹全面。需要說明的是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參照圖1所示，圖1為本實用新型實施例提供的基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置結構圖。
本實施例中基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置100具體包括PCIE橋接芯片101、管理控制芯片102、代碼存儲器103、若干運算處理器104以及與所述若干運算處理器104相對應的若干數據儲存器105。所述PCIE橋接芯片101連接PCIE總線接口106，用于將PCIE總線接口106(GEN1.0)轉換成本地的32位的并行總線接口；所述管理控制芯片102通過32位數據總線、30位地址總線與所述若干運算處理器104互連，用于初始化所述運算處理器104，并對PCIE橋接芯片101和運算處理器104之間進行數據和時序的管理控制，使數據準確無誤的傳輸到指定地址處理并返回結果；所述代碼存儲器103通過25位地址總線和16位數據總線連接管理控制芯片102，用于存儲所述若干運算處理器104各自所需的數據運算程序，并在管理控制芯片102控制下提供給若干運算處理器104；所述若干運算處理器104均與PCIE橋接芯片101連接，用于各自根據收到的數據運算程序完成數據運算，并將運算結果通過PCIE橋接芯片101傳輸給服務器；所述若干數據儲存器105與所述若干運算處理器104一一對應連接，用于原始數據、中間運算數據的存儲與讀取。
具體的，在本實施例中所述PCIE橋接芯片101選用安華高公司的PEX8311型橋接芯片。PEX8311型橋接芯片可以在PCIE總線和LOCAL總線(局部總線)之間進行數據傳輸，它可以作為2個總線的主控設備去控制總線，也可以作為2個總線的目標設備去響應總線。PEX8311型橋接芯片通過內部邏輯控制模塊,內部總線狀態機和局部總線狀態機模塊共同控制數據的傳輸。
所述管理控制芯片102選用ALTERA EPM2210系列的CPLD芯片，其內部程序可定制。工作時，管理控制芯片102作用如下：一、管理配置運算處理器104的一些初始化工作：1、提供時鐘管理，外部時鐘經過CPLD芯片后，進過BUFFER1分為6路提供到每個運算處理器104；2、代碼的初始化配置，CPLD芯片通過并行總線從代碼存儲器103中提取數據并寫入到每個運算處理器104中；針對不同的應用領域，提供運算處理器104初始化工作需要的不同程序；二、對PCIE橋接芯片101和運算處理器104之間進行數據和時序的管理控制，可以保證數據準確無誤的傳輸到指定的地址上去進行處理并返回結果。所述代碼存儲器103選用NTEL公司的FLASH存儲芯片，64MB PC28F640P30B85。
所述運算處理器104選用ALTERA CYCLONE V系列FPGA芯片。運算處理器104根據從代碼存儲器103中獲得的數據運算程序，對原始數據進行不一樣的處理，從而得到需要的結果，最終通過局部總線傳遞到PCIE總線上，最終在終端設備進行存儲與顯示。數據儲存器105選用同步靜態隨機存取存儲器(SSRAM)，存放原始數據、中間運算數據，實時進行中間運算數據的存儲與讀取。
本實施例中基于可編程邏輯器件的高速可重構數據處理裝置100包括六個運算處理器104及與六個運算處理器104一一對應連接的六個數據儲存器105。工作時，服務器下發數據，通過PCIE總線接口106(250MB/S)傳遞到PCIE橋接芯片101，在管理控制芯片102的協調之下，數據被切分然后通過本地總線(32位數據總線/30位地址總線)按照指定地址傳輸到運算處理器104中進行運算處理。同時數據傳輸都是雙向進行的，每當數據運算出結果時，就會傳輸至服務器顯示并存儲起來。
本實用新型的技術方案為計算機提供了一種外置的數據處理加速裝置，通訊接口采用成熟、穩定的PCIE總線接口，通過PCIE總線接口安裝到計算機內，計算機上安裝相應的驅動程序和應用軟件，打開相應的應用軟件即可訪問該加速裝置，具體數據的運算則由加速裝置的運算處理器處理。本實用新型設置有六個運算處理器，均選用可編程器件，程序可以靈活定制，高速可重構，可多領域使用，同時六個運算處理器可高效和并行執行運算多任務管理，實現多處理器系統同時運行，每個運算處理器可進行多線程數據處理，從而更有效的提高數據處理速度，比普通計算機快10-2000倍，低功耗，低發熱。本實用新型采用廣泛的PCIE總線接口，通用性強，傳輸速度快，可滿足當前高速運算的應用。本實用新型可編程性強，硬件接口采用計算機外設通用的控制寄存器、狀態寄存器的方式定義，接口明確，可根據不同的操作系統設計驅動程序，具有良好的移植性。本實用新型的可擴展性強，可根據不同的應用，設計相應的應用程序存儲在代碼存儲器。本實用新型性能優越，數據儲存器采用SSRAM，代碼存儲器選用FLASH和運算處理器選用FPGA芯片。本實用新型中FPGA芯片存儲容量大，可存儲更多數據量。本實用新型在應用中可批量下載數據，提升性能。
注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。