Xputer - Xputer

В Xputer это дизайн для реконфигурируемый компьютер, предложенный ученым-компьютерщиком Райнером Хартенштейном. Хартенштейн использует различные термины для описания различных инноваций в дизайне, включая конфигурационное, потоковое, морфинговое и «антимашинное».

Xputer представляет собой отход от традиционных Фон Нейман компьютерную архитектуру, в крупнозернистую "мягкую" Арифметико-логическое устройство (ALU) "архитектура.[1] Параллелизм достигается с помощью настраиваемых элементов, известных как реконфигурируемые массивы каналов данных (rDPA), организованный в двумерный массив ALU, аналогичный KressArray.[1][2][3]

Архитектура

Архитектура Xputer основана на потоках данных и является аналогом инструкция компьютерная архитектура фон Неймана.

Архитектура Xputer была одной из первых крупнозернистых реконфигурируемых архитектур,[2] и состоит из реконфигурируемого массива каналов данных (rDPA), организованного как двумерный массив ALU (rDPU).[2] Ширина шины между ALU в первой версии Xputer была 32-битной.[2]

ALU (также известные как rDPU) используются для вычисления одной математической операции, такой как сложение, вычитание или умножение, а также могут использоваться исключительно для маршрутизации.[2]

ALU объединены в сеть через три типа соединений, и поток данных по этим соединениям управляется блоком генерации адресов.[2]

  • Ближайший сосед (соединения между соседними ALU)
  • Рядные / колонные задние автобусы
  • Глобальная шина (единая глобальная шина для связи между другими ALU)

Программы для Xputer написаны на C язык и скомпилирован для использования на Xputer с помощью компилятора CoDeX, написанного автором.[2] Компилятор CoDeX отображает подходящие части программы C на структуру rDPA Xputer.[2] Остальная часть программы выполняется в хост-системе, например, персональный компьютер.

rDPA

А реконфигурируемый массив каналов данных (rDPA) - это полупроводник устройство, содержащее блоки реконфигурируемых трактов передачи данных и программируемые межсоединения, впервые предложенное Райнером Крессом в 1993 г. Кайзерслаутернский университет.

Вместо ПЛИС (программируемые вентильные матрицы ) с однобитными конфигурируемыми логическими блоками (CLB), rDPA имеют многоразрядную (например, 32-битную ширину пути) реконфигурируемые блоки передачи 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 «реконфигурируемый»), так что rDPA может выполнять любые необходимые сложные вычисления. Поскольку rDPU имеют ширину в несколько разрядов (например, 32 бита), мы говорим о крупнозернистой реконфигурируемости - в отличие от ПЛИС с однобитными конфигурируемыми логическими блоками, называемыми реконфигурируемыми с точным усилением.

rDPA структурно программируются из "config -ware" исходный код, скомпилированы в конвейерные сети для отображения на rDPA. rDPA не управляются потоком инструкций и не имеют выборки инструкций во время выполнения. rDPU не имеют программного счетчика.[4]

Рекомендации

  1. ^ а б Программируемая логика: архитектуры, синтез и приложения, Райнер В. Хартенштейн, Springer Science & Business Media, 24 августа 1994 г.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Методы компиляции реконфигурируемых архитектур, Springer Science & Business Media, 2 апреля 2011 г.
  3. ^ Проектирование встраиваемых процессоров: перспектива с низким энергопотреблением, Springer Science & Business Media, 27 июля 2007 г.
  4. ^ Реконфигурируемая система проектирования и проверки, CRC Press, 17 февраля 2009 г.