共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現探究

陳鴻波

摘要：隨著信息技術的發展，在生活和工作中應用計算機的范圍也在逐步的擴大，人們通常依靠計算機進行數據的優化處理，借助計算機強大的數據處理能力，能夠很大程度的提升信息處理的效率。在數據的處理中，對于計算機的處理效率和性能也提出了更高的要求，因此在解決這個問題的時候，要進行可重構計算機處理，從硬件和軟件兩個方面共同的優化計算機的通信效率。本文針對共享存儲可重構計算機軟硬件通信進行了相關的討論。

關鍵詞：共享存儲；可重構計算機；軟硬件通信；優化實現可重構計算機一直是我國在對計算機性能研究中的重點課題，對于計算機進行重構可以提升計算的數據處理能力，從硬件和軟件兩個方面進行綜合的考慮，可以實現通信效率的最大化提升，讓計算機的數據實現共享，優化計算機的系統設計，讓計算機的性能得到最大限度的提升。

1可重構計算機與共享存儲

在對計算機進行重構的時候需要進行兩個方面的重構，首先的計算機的硬件部分，這一部分可以靠編程進行重構，另一方面就是軟件部分，這部分的改變和硬件較為相似。在對這兩部分進行重組后，可以最大程度的優化計算機的程序，讓計算機的性能得到最佳的提升。從現有的技術上看，通過這兩部分實現可重構計算機還存在著很多的難度。共享存儲可重構計算機就是在大規模的數據中進行處理時計算機的綜合性能，在普通的計算機上實現的時候，主要依靠的是PCI-Express,通過其處理的相關的數據，與FPGA相連接，讓FPGA能夠及時的訪問計算機系統中的相關內容，實現數據的優化計算。

2共享存儲可重構計算機的重點

2.1 硬件的粒度

硬件的粒度是計算中硬件的綜合，并且能夠完整的表達數據的集中量，在可重構的計算中，硬件粒度直接決定了計算機硬件的使用效率，如果計算機處理數據的效率越高，那么其使用的是硬件數量就少，相反的話如果硬件粒度的下降，那么計算機運行的效率就越低。硬件的粒度越高，硬件的數量就越少，計算機的運行效率就越高，計算機的成本就越低。現階段的硬件粒度遠不能滿足計算機的處理，在進行電路的整理中，通常采用的是邏輯門的運算。通過算法邏輯單元的重算能夠實現可重構計算機計算的算法單元最大化，即FPGA單位。在這種方法進行重構時，也可以叫做算法單元的重構。依靠FPGA算法的靈活性，可以最大限度的實現共享存儲的可重構計算機。

2.2 計算機和處理器的距離

從重構的線路組成上看，在實際的運行中可重構的計算機仍然具有很多的缺點，計算機的總線并沒有和計算機系統的硬件相連，使得總線只能對CPU的工作進行輔助。計算機硬件和處理器之間的距離過大，使得計算機的通信效率不高，因此在進行可重構的計算機優化時，需要從根本上解決硬件和處理器之間的距離問題。最簡單的辦法就是將計算機硬件和處理器直接連接在一起，讓處理器直接對計算機系統進行訪問，并且對其中的數據進行計算，以此更好的提升計算機的數據處理效率。

2.3 計算機的容量

可重構計算機的容量直接決定了計算機的性能，通常來說，如果降低了計算機硬件的數量，再進行重構系統的時候，計算機的性能就會提升很多。在實際的運用中，由于用戶的需求不同，在進行硬件和軟件數量選擇的時候也存在著很多的差異，因此計算機的性能是由硬件和軟件兩部分共同組成的。另外在對計算機進行重組的時候，技術人員的操作也會直接影響了計算機的性能和處理的效率。

3共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現

進行系統優化時的主要載體是PFGA，同時采用Nios Ⅱ輔助數據的處理，并且實現計算的獨立。想要更好的提升系統性能，需要保持Nios Ⅱ的獨立性，從而保證數據訪問的獨立性。

3.1 存儲的獨立訪問

首先對計算機的總線進行翻譯，并且對地址進行查詢，讓總線中的地質和計算機中的地質相呼應，從而保證計算機的運行效率，如果兩者的地址出現空口，則出現了數據處理錯誤，讓PGD對錯誤的頁面進行檢查。相關的組間可以對FPGA進行重新的計算，保證計算機的處理效率。

3.2 共享存儲的實現

在實現數據的共享存儲是，需要用到POSIX信號，并且保證信號動作的原子性，這樣才能使得數據被有效的訪問，從而實現數據的共享。在保證原子性的過程中，需要使用總線的鎖定功能，保證原子的操作被有效的執行。

4結語

在進行可重構的計算機處理中，需要從硬件和軟件兩部分進行，實現計算機通信效率的最大化。按照計算機重組中的重點進行，并且要保持Nios Ⅱ的獨立性，從而更好的實現數據的共享，現階段我國對于計算機的可重構計算還處于研發階段，想要進行市場投入就必須要結合用戶的需要進行。要加強對共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化研究，提升計算機的數據處理效率，讓計算機更好的為人們的生活服務。

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