共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现探究

陈鸿波

摘要：随着信息技术的发展，在生活和工作中应用计算机的范围也在逐步的扩大，人们通常依靠计算机进行数据的优化处理，借助计算机强大的数据处理能力，能够很大程度的提升信息处理的效率。在数据的处理中，对于计算机的处理效率和性能也提出了更高的要求，因此在解决这个问题的时候，要进行可重构计算机处理，从硬件和软件两个方面共同的优化计算机的通信效率。本文针对共享存储可重构计算机软硬件通信进行了相关的讨论。

关键词：共享存储；可重构计算机；软硬件通信；优化实现可重构计算机一直是我国在对计算机性能研究中的重点课题，对于计算机进行重构可以提升计算的数据处理能力，从硬件和软件两个方面进行综合的考虑，可以实现通信效率的最大化提升，让计算机的数据实现共享，优化计算机的系统设计，让计算机的性能得到最大限度的提升。

1可重构计算机与共享存储

在对计算机进行重构的时候需要进行两个方面的重构，首先的计算机的硬件部分，这一部分可以靠编程进行重构，另一方面就是软件部分，这部分的改变和硬件较为相似。在对这两部分进行重组后，可以最大程度的优化计算机的程序，让计算机的性能得到最佳的提升。从现有的技术上看，通过这两部分实现可重构计算机还存在着很多的难度。共享存储可重构计算机就是在大规模的数据中进行处理时计算机的综合性能，在普通的计算机上实现的时候，主要依靠的是PCI-Express,通过其处理的相关的数据，与FPGA相连接，让FPGA能够及时的访问计算机系统中的相关内容，实现数据的优化计算。

2共享存储可重构计算机的重点

2.1 硬件的粒度

硬件的粒度是计算中硬件的综合，并且能够完整的表达数据的集中量，在可重构的计算中，硬件粒度直接决定了計算机硬件的使用效率，如果计算机处理数据的效率越高，那么其使用的是硬件数量就少，相反的话如果硬件粒度的下降，那么计算机运行的效率就越低。硬件的粒度越高，硬件的数量就越少，计算机的运行效率就越高，计算机的成本就越低。现阶段的硬件粒度远不能满足计算机的处理，在进行电路的整理中，通常采用的是逻辑门的运算。通过算法逻辑单元的重算能够实现可重构计算机计算的算法单元最大化，即FPGA单位。在这种方法进行重构时，也可以叫做算法单元的重构。依靠FPGA算法的灵活性，可以最大限度的实现共享存储的可重构计算机。

2.2 计算机和处理器的距离

从重构的线路组成上看，在实际的运行中可重构的计算机仍然具有很多的缺点，计算机的总线并没有和计算机系统的硬件相连，使得总线只能对CPU的工作进行辅助。计算机硬件和处理器之间的距离过大，使得计算机的通信效率不高，因此在进行可重构的计算机优化时，需要从根本上解决硬件和处理器之间的距离问题。最简单的办法就是将计算机硬件和处理器直接连接在一起，让处理器直接对计算机系统进行访问，并且对其中的数据进行计算，以此更好的提升计算机的数据处理效率。

2.3 计算机的容量

可重构计算机的容量直接决定了计算机的性能，通常来说，如果降低了计算机硬件的数量，再进行重构系统的时候，计算机的性能就会提升很多。在实际的运用中，由于用户的需求不同，在进行硬件和软件数量选择的时候也存在着很多的差异，因此计算机的性能是由硬件和软件两部分共同组成的。另外在对计算机进行重组的时候，技术人员的操作也会直接影响了计算机的性能和处理的效率。

3共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现

进行系统优化时的主要载体是PFGA，同时采用Nios Ⅱ辅助数据的处理，并且实现计算的独立。想要更好的提升系统性能，需要保持Nios Ⅱ的独立性，从而保证数据访问的独立性。

3.1 存储的独立访问

首先对计算机的总线进行翻译，并且对地址进行查询，让总线中的地质和计算机中的地质相呼应，从而保证计算机的运行效率，如果两者的地址出现空口，则出现了数据处理错误，让PGD对错误的页面进行检查。相关的组间可以对FPGA进行重新的计算，保证计算机的处理效率。

3.2 共享存储的实现

在实现数据的共享存储是，需要用到POSIX信号，并且保证信号动作的原子性，这样才能使得数据被有效的访问，从而实现数据的共享。在保证原子性的过程中，需要使用总线的锁定功能，保证原子的操作被有效的执行。

4结语

在进行可重构的计算机处理中，需要从硬件和软件两部分进行，实现计算机通信效率的最大化。按照计算机重组中的重点进行，并且要保持Nios Ⅱ的独立性，从而更好的实现数据的共享，现阶段我国对于计算机的可重构计算还处于研发阶段，想要进行市场投入就必须要结合用户的需要进行。要加强对共享存储可重构计算机软硬件通信的优化研究，提升计算机的数据处理效率，让计算机更好的为人们的生活服务。

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