(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211023541.7 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 无锡江南计算 技术研究所 地址 214100 江苏省无锡市滨湖区山水东 路188号 (72)发明人 高剑刚　过锋　唐勇　吴铁彬　 高红光　谭弘兵　 (74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 专利代理师 孙琦 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) G06F 7/78(2006.01) G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 基于轻量级消息和共享局部存储器的协同 计算系统及方法 (57)摘要 本发明属于高性能微处理器领域， 涉及基于 轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统 及方法。 包 括： S1主核心执行核心算法； S2判断是 否执行到加速计算部分， 若否则返回步骤S1， 若 是则执行步骤S3； S3主核心继续执行程序中的核 心算法， 并同时发送轻量级消息至数据中转处理 器； S4数据中转处理器在局部数据存储器中提取 相应位置处的原始数据并转发至异构核心； S5异 构核心进行相应计算以得到相应的结果数据， 并 将结果数据返回至数据中转处理器； S6数据中转 处理器将结果数据发送至局部数据存储器， 局部 数据存储器将结果数据存储至相应位置处， 以供 主核心提取。 本发明提供基于轻量级消息和共享 局部存储器的协同计算系统及方法， 系统结构简 洁、 交互性能高。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115328657 A 2022.11.11 CN 115328657 A 1.基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征在于， 包括主核心模块、 数据中转处理模块、 局部数据存储模块、 异构核心模块， 所述主核心模块、 数据中转处理模 块、 局部数据存储模块依次联接， 数据中转处理模块还与 异构核心模块联接， 主核心模块还 与局部数据存 储模块联接； 局部数据存 储模块， 用于存 储原始数据以及结果数据； 主核心模块， 用于持续执行程序中的核心算法， 并在执行到加速计算部分时， 发送包含 原始数据区和结果数据区的位置和长度信息的轻量级消息 至数据中转处 理模块； 数据中转处理模块， 用于根据 所述轻量级消息在局部数据存储模块中提取相应位置处 的原始数据， 并转发至异构核心模块； 异构核心模块， 用于根据接收到的原始数据进行相应计算， 以得到相应的结果数据， 并 将结果数据返回至数据中转处 理模块； 数据中转处理模块， 还用于将结果数据发送至局部数据存储模块中， 局部数据存储模 块将结果数据存 储至相应位置处， 以供主 核心模块 提取。 2.根据权利要求1所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征 在于， 系统包括多个异构核心模块， 数据中转处 理模块分别与多个异构核心模块联接； 所述主核心模块发送至数据中转处 理模块的轻量级消息还 包括算法类型信息； 数据中转处理模块， 用于根据轻量级消息中的算法类型信息， 将提取的原始数据转发 至执行相应算法类型的异构核心模块。 3.根据权利要求2所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征 在于， 所述多个异构核心模块包括卷积运 算异构核心模块、 矩阵转置运 算异构核心模块。 4.根据权利要求1所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征 在于， 异构核心模块包括相联的计算单元以及数据暂存单元， 计算单元、 数据暂存单元均与 数据中转处 理模块联接； 计算单元， 用于根据接收到的原 始数据进行相应 计算， 以得到相应的结果数据； 数据暂存单元， 用于暂存计算单元计算过程中的结果数据， 并在计算单元计算结束后， 将所有的结果数据返回至数据中转处 理模块。 5.根据权利要求4所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征 在于， 数据中转处理模块包括消息转 发子模块、 数据中转子模块， 数据中转子模块包括描述 符管理与解析单元、 数据加载单元、 数据写回单元、 局存访问接口单元， 消息转发子模块分 别与主核心模块、 描述符管理与解析单元联接， 描述符管理与解析单元还分别与数据加载 单元、 数据写回单元联接， 局存访问接口单元分别与数据加载单元、 数据写回单元、 局部数 据存储模块联接 。 6.根据权利要求5所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算系统， 其特征 在于， 所述计算单 元与数据加载 单元联接， 所述数据暂存单 元与数据写回单 元联接。 7.基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算方法， 基于权利要求1 ‑6任一项所述 的基于轻量级消息和共享局部存 储器的协同计算系统， 其特 征在于， 包括 步骤： S1、 主核心执行程序中的核心算法； S2、 判断主 核心是否执 行到加速计算部分， 若否则返回步骤S1， 若是则执 行步骤S3； S3、 主核心继续执行程序中的核心算法， 并同时发送包含原始数据区和结果数据区的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115328657 A 2位置和长度信息的轻量级消息 至数据中转处 理器； S4、 数据中转处理器根据 所述轻量级消息在局部数据存储器中提取相应位置处 的原始 数据， 并转发至异构核心； S5、 异构核心根据接收到的原始数据进行相应计算， 以得到相应的结果数据， 并将结果 数据返回至数据中转处 理器； S6、 数据中转处理器将结果数据发送至局部数据存储器中， 局部数据存储器将结果数 据存储至相应位置处， 以供主 核心提取。 8.根据权利要求7所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算方法， 其特征 在于： 步骤S3中， 所述轻量级消息还 包括算法类型信息； 步骤S4中， 所述数据中转处理器还根据轻量级消息中的算法类型信息， 将提取的原始 数据转发至执 行相应算法类型的异构核心。 9.根据权利要求8所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算方法， 其特征 在于， 算法类型包括卷积运 算、 矩阵转置运 算。 10.根据权利要求9所述的基于轻量级消息和共享局部存储器的协同计算方法， 其特征 在于， 异构核心包括卷积运 算异构核心、 矩阵转置运 算异构核心。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115328657 A 3