компьютер
Xputer — это конструкция реконфигурируемого компьютера , предложенная учёным-компьютерщиком Райнером Хартенштейном. Хартенштейн использует различные термины для описания различных инноваций в дизайне, включая конфигурационное ПО, потоковое ПО, морф-программное обеспечение и «антимашинное обеспечение».
Xputer представляет собой переход от традиционной компьютерной архитектуры фон Неймана к более грубой архитектуре «мягких арифметико-логических устройств (АЛУ)». [1] Параллелизм достигается с помощью настраиваемых элементов, известных как реконфигурируемые массивы путей данных (rDPA), организованных в двумерный массив ALU, аналогичный KressArray . [1] [2] [3]
Архитектура
[ редактировать ]Архитектура Xputer основана на потоках данных и является аналогом инструкциях компьютерной архитектуры фон Неймана, основанной на .
Архитектура Xputer была одной из первых крупномодульных реконфигурируемых архитектур. [2] и состоит из реконфигурируемого массива каналов данных (rDPA), организованного как двумерный массив ALU (rDPU). [2] В первой версии Xputer ширина шины между ALU была 32-битной. [2]
ALU (также известные как rDPU) используются для выполнения одной математической операции, такой как сложение, вычитание или умножение, а также могут использоваться исключительно для маршрутизации. [2]
ALU соединены в ячеистую сеть через три типа соединений, и поток данных по этим соединениям управляется блоком генерации адреса. [2]
- Ближайший сосед (соединения между соседними ALU)
- Рядные/колоннистые обратные автобусы
- Глобальная шина (одна глобальная шина для соединения между другими ALU)
Программы для Xputer написаны на языке C и скомпилированы для использования на Xputer с помощью компилятора CoDeX, написанного автором. [2] Компилятор CoDeX отображает подходящие части программы C на структуру rDPA Xputer. [2] Оставшаяся часть программы выполняется в хост-системе, например на персональном компьютере .
рДПА
[ редактировать ]Реконфигурируемая матрица путей передачи данных (rDPA) — это полупроводниковое устройство, содержащее реконфигурируемые блоки путей передачи данных и программируемые межсоединения, впервые предложенное Райнером Крессом в 1993 году в Университете Кайзерслаутерна .
Вместо FPGA ( программируемых пользователем вентильных матриц ), имеющих однобитовые конфигурируемые логические блоки (CLB), rDPA имеют многобитные (например, 32-битную ширину пути) реконфигурируемые блоки тракта данных (rDPU).
Каждый rDPU можно настроить для выполнения отдельной функции. Эти rDPU и межсоединения могут быть запрограммированы заказчиком/разработчиком после производственного процесса (отсюда и термин «реконфигурируемые»), чтобы rDPA мог выполнять любые необходимые сложные вычисления. Поскольку rDPU имеют ширину в несколько битов (например, 32 бита), мы говорим о грубой реконфигурируемости - в отличие от FPGA с настраиваемыми логическими блоками однобитовой ширины, называемой реконфигурируемыми с точным усилением.
rDPA структурно программируются из исходного кода «config-ware» , скомпилированного в конвейерные сети для отображения на rDPA. rDPA не управляется потоком инструкций и не имеет выборки инструкций во время выполнения. У rDPU нет счетчика программ. [4]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Программируемая пользователем логика: архитектура, синтез и приложения , Райнер В. Хартенштейн, Springer Science & Business Media, 24 августа 1994 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Методы компиляции для реконфигурируемых архитектур , Springer Science & Business Media, 2 апреля 2011 г.
- ^ Проектирование встроенных процессоров: перспектива с низким энергопотреблением , Springer Science & Business Media, 27 июля 2007 г.
- ^ Проектирование и проверка реконфигурируемой системы , CRC Press, 17 февраля 2009 г.