英語翻譯：

【計】 restructurable computing system

分詞翻譯：

可重構的英語翻譯：

【計】 reorganizable

計算系統的英語翻譯：

【計】 computational system

專業解析

可重構計算系統（Reconfigurable Computing System）是一種通過動态調整硬件架構來適應不同計算需求的混合型計算平台。其核心特征為“硬件可編程性”與“運行時重構能力”，結合了通用處理器的靈活性和專用集成電路（ASIC）的高效性。

系統架構與技術實現

該系統通常包含三個關鍵模塊：

1. 可編程邏輯器件：以FPGA（現場可編程門陣列）為主，支持硬件電路重構（來源：IEEE Transactions on Computers）
2. 配置管理器：負責在運行時加載不同的硬件配置方案（來源：ACM Computing Surveys）
3. 異構計算單元：集成CPU、GPU等處理單元，實現任務級并行（來源：Springer Handbook of FPGA）

典型應用領域

• 通信系統：5G基站通過動态重構實現多協議支持（來源：Intel白皮書）
• 人工智能：針對不同神經網絡模型優化計算路徑（來源：Xilinx技術文檔）
• 航空航天：星載計算機通過重構應對輻射環境（來源：NASA技術報告）

性能優勢

實驗數據顯示，在密碼學運算場景中，可重構系統的能效比可達傳統CPU的18倍（來源：Journal of Systems Architecture）。其重構延遲已從毫秒級縮短至微秒級，關鍵技術突破包括：

$$

t{reconfig} = frac{C{bit}}{f{clk} cdot N{channel}}

$$

其中$C{bit}$為配置比特數，$f{clk}$為時鐘頻率，$N_{channel}$為并行配置通道數。

該技術正朝着三維堆疊架構發展，最新研究通過矽通孔（TSV）實現邏輯單元與存儲單元的垂直集成（來源：Nature Electronics）。

網絡擴展解釋

可重構計算系統是一種通過動态調整硬件結構或功能以適應不同計算任務的新型計算架構，兼具通用處理器的靈活性和專用集成電路（ASIC）的高效性。以下是其核心要點：

1. 定義與核心特征 可重構計算系統指利用可編程硬件資源（如FPGA、CGRA等），在運行時動态重構硬件模塊或連接關系，為特定任務提供最優計算架構的系統。其核心特征包括：

• 動态可配置性：硬件功能可在執行過程中實時調整（如FPGA的動态重構）；
• 時空并行計算：結合傳統處理器的時域計算和ASIC的空域并行優勢，通過硬件重組實現高效運算（例如$y=Ax+Bx+C$可通過并行硬件單元一次性完成，而非分步執行）；
• 能效平衡：相比通用CPU提升10-100倍能效，同時比ASIC更靈活。

2. 技術基礎

• 硬件載體：主要依賴FPGA（細粒度重構）和CGRA（粗粒度重構）；
• 重構層級：包括門級（細粒度）、功能模塊級（中粒度）和系統級（粗粒度）重構；
• 軟硬件協同：需配合編譯器、操作系統實現任務調度與資源分配優化。

3. 應用領域 典型場景包括：

• 低時延計算：金融高頻交易、自動駕駛的實時決策；
• 專用加速：AI推理（如神經網絡計算）、圖像處理、5G信號處理；
• 自適應系統：航天器在軌重構、物聯網終端的多協議支持。

4. 挑戰與趨勢 當前面臨動态重構延遲（毫秒級）、開發工具鍊複雜等問題，未來研究方向包括：

• 多維度重構：時空聯合優化架構（如神經形态計算）；
• 标準化接口：統一部分可重構區域與固定硬核的交互協議。

如需進一步了解技術實現細節或應用案例，可參考學術文獻或行業白皮書。

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