一种满足SystemC语法的多核处理器的互斥和信号量单元组

本发明公开一种满足systemC语法的多核处理器的互斥和信号量单元组，包括按照SystemC语法的sc_mutex(name)、sc_mutex.lock()、sc_mutex.trylock()、sc_mutex.unlock()、sc_semaphore.wait()、sc_semaphore.trywait()、sc_semaphore.post()、sc_semaphore(init_value)、sc_semaphore(name，init_value)函数代码实现的逻辑电路，所述逻辑电路用于向处理器核运行时控制器发送激活和暂停处理器的信号，并允许软件开发工具的映射算法将位于不同处理单元的多个互斥和信号量单元重新组合，完成SystemC语言所定义的sc_mutex或者sc_semaphore语法单元单元的功能。通过应用本发明，使得本地资源可以用于任何多个处理单元之间、处理单元和外设之间的资源共享与同步。

1、一种满足systemC语法的多核处理器的互斥和信号量单元组，所述互 斥和信号量单元组包括按照SystemC语法的sc_mutex(name)、sc_mutex.lock()、 sc_mutex.trylock()、sc_mutex.unlock()、sc_semaphore.wait()、 sc_semaphore.trywait()、sc_semaphore.post()、sc_semaphore(init_value)、 sc_semaphore(name，init_value)函数代码实现的逻辑电路，所述逻辑电路用于向 处理器核运行时控制器发送激活和暂停处理器的信号，并使得软件开发工具 的映射算法将位于不同处理单元的互斥和信号量单元组重新组合，实现 SystemC的sc_mutex或者sc_semaphore语法单元所定义的功能。 2、权利要求1的互斥和信号量单元组，包括： 资源计数器，与数据发送引擎和SC_MU_SEM寄存器组分别相连，用于 资源计数； 数据发送引擎，与所述交换单元适配器相连，用于发送数据包； 数据接收引擎，与所述交换单元适配器相连，用于接收数据包； SC_MU_SEM寄存器组，与所述数据发送引擎、所述数据接收引擎、所 述资源计数器以及所述本地总线分别相连，用于根据资源计数器的状态控制 数据包的发送和接收、资源的锁定和解锁以及更新资源计数。 3、权利要求2的互斥和信号量单元组，还包括：远端等待单元地址FIFO。 4、权利要求2的互斥和信号量单元组，其中，当处理器核调用 sc_mutex.lock()或者sc_semaphore.wait()且所述资源计数器的计数为零时， SC_MU_SEM寄存器组输出“暂停”信号，暂停处理器的执行；当非本地处 理器核调用sc_mutex.lock()或者sc_semaphore.wait()且所述资源计数器的计数 为零时，所述SC_MU_SEM寄存器组向远端处理器核发送重试应答包。 5、权利要求2的互斥和信号量单元组，其中，所述SC_MU_SEM寄存器 组包括： 信号量和互斥量识别寄存器，用于存储互斥或者信号量的名称； 初始化寄存器，用于存储互斥和信号量单元的工作方式和资源计数器的 初始值； 资源锁定等待寄存器，用于释放和阻塞获取一个信号量，以及阻塞锁定 和解锁一个互斥量； 资源尝试锁定等待寄存器，用于尝试获取一个信号量，以及尝试锁定一 个互斥量，当处理器核读取该寄存器，表示尝试获取信号量或者资源尝试锁 定互斥量； 本地互斥和信号量单元地址寄存器，用于给出本互斥和信号量单元区别 于所有芯片内其它单元的地址； 远端互斥和信号量单元地址寄存器，用于给出远端互斥和信号量单元区 别于所有芯片内其它单元的地址。 6、权利要求5的互斥和信号量单元组，其中，所述互斥和信号量单元寄 存器组还包括：消费者等待时间寄存器，用于决定当本地互斥和信号量单元 向远端互斥和信号量单元发送RTY时所携带的等待时间信息的值，典型的产 生等待时间的方法是给出一个固定值；当SC_MU_SEM_CWT寄存器的值为 0，用于对所有的解锁请求和增加信号量的请求产生响应。 7、权利要求5的互斥和信号量单元组，其中，所述互斥和信号量单元寄 存器组还包括：SC_MU_SEM_OWNER寄存器，用于决定当本地互斥和信号 量单元向远端互斥和信号量单元发送RTY时所携带的等待时间信息的值；信 号量当前值寄存器，用于存储信号量计数器的当前值。 8、权利要求5的互斥和信号量单元组，其中，所述互斥和信号量单元组 的工作方式包括：互斥，本地维护资源计数；互斥，远程维护资源计数；信 号量，本地维护资源计数；信号量，远程维护资源计数。 9、权利要求8的互斥和信号量单元组，其中，在所述本地维护资源计数 工作方式下，当处理器核写锁定/等待寄存器、尝试锁定/等待寄存器，数据发 送引擎将本地互斥和信号量单元组地址寄存器和远端互斥和信号量单元地址 寄存器的值及对应状态按照交换单元所要求的包格式封装并发送给交换单元 适配器。 10、权利要求8的互斥和信号量单元组，其中，在所述远程维护资源计 数工作方式下，当数据接收引擎接收到请求数据包，将请求数据的远端互斥 和信号量单元地址寄存器与本地互斥和信号量单元地址寄存器比较，若相同， 则接收该请求数据包并进行对应的锁定、解锁、等待或者释放处理。 11、权利要求10的互斥和信号量单元组，其中，当所述请求数据包是锁 定/等待请求或者尝试锁定/等待请求，通知资源计数器将计数减1；若资源计 数器通知成功，则数据接收引擎向发送该请求数据包的互斥和信号量单元发 送成功应答；若资源计数器通知失败，则对于尝试锁定/等待请求，数据接收 引擎向发送该请求数据包的互斥和信号量单元发送包含失败信息和自身消费 者等待时间寄存器值的RTY应答，对于锁定/等待请求，数据接收引擎将接收 到的请求包的本地互斥和信号量单元地址存储进远端等待单元地址FIFO。 12、权利要求10的互斥和信号量单元组，其中，当所述请求数据包是释 放/解锁请求时，通知资源计数器将计数增1，当SC_MU_SEM_OWNER与接 收到的请求数据包的本地互斥和信号量单元地址寄存器匹配时，资源计数器 增1。 13、权利要求2的多核处理器，其中，用户代码的sc_smaphore(init_value) 操作在所述SC_MU_SEM单元中被如下翻译：处理器核将init_value写入初始 化寄存器，从而初始化初始资源计数为init_value。