一个标准FPGA协处理器的例子

本文以XtremeData公司的协处理器产品为例，介绍其应用环境及工作流程。图二是XtremeData 公司的x86 FPGA 协处理器实物以及应用平台情况。从图中可以看出，该协处理器产品可以直接放置在普通的4路或者两路系统上，该系统可以是机架式或刀片产品。

    该协处理器模块同管教兼容，同时可以直接使用板上连接在协处理器上的条，或者通过HT总线使用其他CPU上连接的内存条。这种结构有很大的优势，可以不用作任何改动，也就是说在普通的服务器上可以即插即用，同时还可以直接利用主板资源，并获取很大的HT总线带宽和低延迟。

图2 典型协处理器应用架构

    其工作原理把适用于该芯片的算法库安装在主机上，根据应用不同，主机上的GUI可以在线配置和更改FPGA内进行不用算法的优化。当然，前提是对于各种C应用都要实现完成算法库的编写，并转换成FGPA可以识别的硬件描述语言库，通过加载该语言库，可更改FPGA内部硬件结构，实现应用程序的硬件加速。图3为系统工作流程。

图3 协处理器配置和实现过程

    在执行过程中，对于并行性较强、浮点运算需求较高的计算可以通过后HT总线丢给协处理器进行计算，并持续获取计算结果，主CPU主要负责IO处理以及程序调度工作，从而实现协处理器的加速工作。