Xputer — это конструкция реконфигурируемого компьютера , предложенная учёным - компьютерщиком Райнером Хартенштейном. Хартенштейн использует различные термины для описания различных инноваций в дизайне, включая конфигурационное программное обеспечение, программное обеспечение потока, 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 Xputer основана на потоках данных и является аналогом компьютерной архитектуры фон Неймана, основанной на инструкциях .
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]
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 на хост-системе, например на персональном компьютере .
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 может быть настроен на выполнение 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 однобитной 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]