本申請涉及基于消息的處理器。本申請還涉及基于消息的處理器的操作方法。

背景技術：

1、基于消息的處理器包括多個基于消息的處理元素，這些處理元素配置成通過消息交換數據?；谙⒌奶幚砥髟乜梢宰鳛橥耆灾鞯膯卧峁?，這些單元能夠存儲自己的狀態(tài)并響應于接收到的輸入消息以及可選地根據時間來更新該狀態(tài)。或者，可以共享它們的全部或部分功能。例如，每個基于消息的處理器元素可以包括共享存儲器單元中的適當存儲器位置，并且多個基于消息的處理器元素可以共享一個公共處理器以響應于接收到的輸入消息以及可選地根據時間來更新它們的狀態(tài)。

2、許多應用涉及應用于數據陣列(例如應用于二維、三維或更高維圖像或其他類型數據)的卷積運算?；蛘?，待處理的數據可以具有一維性質，例如是音頻數據。在基于消息的處理中，這意味著輸出數據作為一組消息根據多播模式(例如由卷積模式定義的多播模式)多播至接收方基于消息的處理元素。

3、需要有效地使用分布式處理能力以避免計算瓶頸。

技術實現思路

1、為了滿足上述需求，根據權利要求1，本文提供了一種基于消息的處理器。

2、本文所要求的基于消息的處理器包括多個處理器模塊。這些處理器模塊中的每一者包括模塊輸入端、模塊輸出端、具有多個用于存儲各個處理器元素狀態(tài)的狀態(tài)值的多個存儲器位置的存儲器組、以及配置成根據在其模塊輸入端處接收到的事件消息更新所述狀態(tài)值的處理單元?？蛇x地，基于消息的處理器可以包括一個或多個其他類型的處理模塊。處理器模塊的存儲器位置組合集可以定義特征空間，其中各個存儲器位置與相應坐標相關聯，例如在一維空間的情況下為相應的x坐標，在二維空間的情況下為x坐標和y坐標的相應對，或者更一般地，在n維空間的情況下為相應的坐標n元組。在特征空間中，狀態(tài)值代表特征的值。特征空間或其分區(qū)可以定義特征圖，其中

3、如本文所要求保護的基于消息的處理器還包括具有模式存儲器的多播單元。模式存儲器將多播模式指定為至少一組模式元素。多播單元配置成接收輸入消息并在接收到輸入消息時多播多個目標指令。每個目標指令都指向處理器模塊中的相應目標處理器模塊，并引用其中的相應目標存儲器位置。目標處理器模塊和其中的目標存儲器位置的選擇是根據至少一組模式元素中每個模式元素的相應映射。

4、基于消息的處理器配置成選擇性地提供與所述處理器元素狀態(tài)相關的輸出消息。例如，如果處理器元素狀態(tài)響應于所接收的目標消息而發(fā)生了足夠程度的變化，則基于消息的處理器可以提供與處理器元素狀態(tài)相關的輸出消息。

5、由于各個目標指令被導向處理器模塊中的相應目標處理器模塊，因此實現計算負載在處理器模塊上良好分布。多播模式可以例如表示卷積核，例如矩形模式，并且其中的每一行包括一組模式元素?；蛘?，其中的一列可以被視為這樣。如果多播模式相對較小，則可以將其視為一組模式元素。

6、在一個實施例中，多個處理器模塊中的一個、多個或全部具有適當的輸出消息生成器以提供所述輸出消息。例如，如果輸出/輸入比相對較高，則可以考慮為每個處理器模塊提供適當的輸出消息生成器。也就是說，如果處理器模塊可以響應于由多播單元在接收到輸入消息時生成的目標指令而產生輸出消息。

7、在替代實施例中，多個處理器模塊中的兩個或多個或全部可以共享公共輸出消息生成器。公共輸出消息生成器可以例如響應于來自該處理器模塊的控制信號而為該處理器模塊發(fā)出輸出消息。如果輸出/輸入比相對較低，即，如果平均而言，處理器模塊在需要發(fā)出輸出消息之前接收到多個目標指令，則可以考慮替代實施例。

8、也可以進行組合，例如在基于消息的處理器中一些處理器模塊具有適當的輸出消息生成器，而其他處理器模塊共享公共輸出消息生成器。

9、基于消息的處理器的實施例可以具有用于對輸入事件消息進行排隊的輸入隊列?；蛘?，可以設想一種實施例，其中不存在輸入隊列，并且基于消息的處理器可以選擇性地接受輸入事件消息并相應地指示其符合多播模式的處理器模塊，或者拒絕輸入消息。可選地，其可以返回指示這種接受或拒絕的消息。

10、在實施例中，與處理器元素狀態(tài)相關的輸出消息指示所述處理器元素的狀態(tài)變化。這樣能夠減少消息交換設施的通信負載。

11、在實施例中，可以針對多播模式的每個模式元素獨立地確定目標處理器模塊及其中的處理器元素地址的指定?；蛘?，模式存儲器中的模式元素可以包括相對地址信息，該相對地址信息指定相對于模式中在前或在后模式元素的相對地址和/或相對目標模塊指示。由此，處理器模塊及其中的處理器元素地址的計算大大簡化。

12、如果多播模式的大小大于處理器模塊的數量，即如果多播模式包括的模式元素的數量大于處理器模塊的數量，則多播模式可以被劃分為多個模式元素集。即，至少一個模式元素集是多播模式中的多組模式元素當中的一組模式元素。在這種情況下，多播單元配置成隨后對多組模式元素當中的每一組執(zhí)行多播。

13、基于消息的處理系統可以包括如本文提供的多個基于消息的處理器?；谙⒌奶幚砥骺梢耘懦尚蛄?，使得基于消息的處理器將其輸出消息作為輸入消息提供給所述序列中的下一個基于消息的處理器。

14、此外，本文提供了一種基于消息的處理器的操作方法，如權利要求10所述。

技術特征：

1.一種基于消息的處理器(1)，包括多播單元(12)和多個處理器模塊(13a、…、13n)：

2.根據權利要求1所述的基于消息的處理器，其中所述至少一組模式元素是所述多播模式中的多組模式元素當中的一組模式元素，并且所述多播單元(12)配置成隨后對所述多組模式元素當中的每一組模式元素執(zhí)行所述多播。

3.根據權利要求2所述的基于消息的處理器，其中所述多組模式元素當中的每一組模式元素規(guī)定向所述多個處理器模塊中的兩個或更多個或全部以及所述兩個或更多個或全部各自的目標存儲器位置的不同映射。

4.根據前述權利要求之一所述的基于消息的處理器，其中所述多個處理器模塊(13a，…，13n)中的一個、多個或全部具有適當的輸出消息生成器以提供所述輸出消息。

5.根據前述權利要求之一所述的基于消息的處理器，具有共享輸出消息生成器(15)，以響應于來自所述多個處理器模塊(13a，…，13n)中的兩個或更多個或全部的控制信號而提供所述輸出消息。

6.根據前述權利要求之一所述的基于消息的處理器，具有用于對輸入事件消息進行排隊的輸入隊列(11)。

7.根據前述權利要求之一所述的基于消息的處理器，其中與所述處理器元素狀態(tài)相關的輸出消息(mout)指示所述處理器元素的狀態(tài)變化。

8.根據前述權利要求之一所述的基于消息的處理器，其中所述模式存儲器(124)中的模式元素包括相對地址信息，所述相對地址信息指定相對于模式中在前或在后模式元素的相對地址和/或相對目標模塊指示。

9.一種基于消息的處理系統(100)，包括根據前述權利要求之一所述的多個基于消息的處理器(1a，…，1n)，所述基于消息的處理器排成序列，其中所述基于消息的處理器(1a)將所述基于消息的處理器(1a)的輸出消息作為輸入消息提供給所述序列中的下一個基于消息的處理器(1b)。

10.一種基于消息的處理器(1)的操作方法，所述基于消息的處理器包括多個處理器模塊(13a，…，13n)，每個處理器模塊包括：相應的模塊輸入端(13ia，…，13in)；相應的模塊輸出端(13oa，…，13on)；相應的存儲器組(13ma，…，13mn)，其具有用于存儲用于各個處理器元素狀態(tài)的狀態(tài)值的多個存儲器位置；以及相應的處理單元(13pa，…，13pn)，其配置成根據在所述模塊輸入端處接收到的消息來更新所述狀態(tài)值，所述方法包括：

11.根據權利要求10的操作方法，其中多播包括為每個目標指令分配相應模式值，并且所分配的處理器模塊配置成用所分配的處理器模塊的處理單元根據所述相應模式值計算所分配的處理器模塊的存儲器中所述相應目標位置的更新狀態(tài)。

12.根據權利要求10或11所述的操作方法，其中所述至少一組模式元素是所述多播模式中的兩組或更多組模式元素的一部分，并且相互不同的模式元素組規(guī)定處理器模塊的分配和所述處理器模塊的存儲器組中的相應目標位置的相互不同的組合，所述方法針對所述多播模式中的兩組或更多組模式元素中的每一組包括：

技術總結
提供一種基于消息的處理器(1)，其包括多個處理器模塊(13a、…、13n)和多播單元(12)。處理器模塊(13a、…、13n)各自包括模塊輸入端(13ia、…、13in)、模塊輸出端(13oa、…、13on)、具有用于存儲用于各個處理器元素狀態(tài)的狀態(tài)值的多個存儲器位置的存儲器組(13ma、…、13mn)以及配置成根據在所述模塊輸入端處接收到的事件消息來更新所述狀態(tài)值的處理單元(13pa、…、13pn)。多播單元(12)具有模式存儲器(124)，其將多播模式指定為至少一組模式元素。多播單元(12)配置成接收輸入消息(Min)，并根據由所述至少一組模式元素中所述模式元素中的每一者指定的相應映射將相應目標指令(Mtarg(P,B,A))多播至所述處理器模塊中的相應目標處理器模塊并引用其中的相應目標存儲器位置?；谙⒌奶幚砥?1)配置成選擇性地提供與所述處理器元素狀態(tài)相關的輸出消息(Mout)。

技術研發(fā)人員：奧蘭多·米格爾·皮雷斯多斯雷斯莫雷拉,喬鵬
受保護的技術使用者：斯納普公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21