stringtranslate.com

Datapath

Путь данных представляет собой набор функциональных блоков, таких как арифметико-логические устройства (АЛУ) или умножители , которые выполняют операции обработки данных, регистры и шины . [1] Вместе с блоком управления он составляет центральный процессор (ЦП). [1] Более крупный путь данных может быть создан путем объединения более одного пути данных с помощью мультиплексоров .

Путь данных — это АЛУ, набор регистров и внутренняя шина(ы) ЦП, которые позволяют данным передаваться между ними. [2]

Микроархитектурный путь передачи данных, организованный вокруг одной шины

Простейшая конструкция ЦП использует одну общую внутреннюю шину. Эффективное сложение требует немного более сложной структуры из трех внутренних шин. [3] Многие относительно простые ЦП имеют файл регистра с 2 чтениями и 1 записью, подключенный к 2 входам и 1 выходу АЛУ.

В конце 1990-х годов росло число исследований в области реконфигурируемых путей передачи данных — путей передачи данных, которые можно переназначать во время выполнения с помощью программируемой структуры , — поскольку такие конструкции могут обеспечить более эффективную обработку, а также существенную экономию энергии. [4]

Конечный автомат с путем передачи данных

Конечный автомат с путем передачи данных ( FSMD ) — это математическая абстракция, которая объединяет конечный автомат , который управляет потоком программы , с путем передачи данных. Его можно использовать для проектирования цифровой логики или компьютерных программ . [5] [6]

FSMD по сути являются последовательными программами, в которых операторы были запланированы в состояния, что приводит к более сложным диаграммам состояний. Здесь программа преобразуется в сложную диаграмму состояний, в которой состояния и дуги могут включать арифметические выражения , и эти выражения могут использовать внешние входы и выходы, а также переменные. Уровень абстракции FSMD часто называют уровнем передачи регистров .

FSM не используют переменные или арифметические операции/условия, поэтому FSMD мощнее FSM. FSMD эквивалентен машине Тьюринга по выразительности.

Ссылки

  1. ^ ab Null, Линда; Лобур, Джулия (2006). Основы организации и архитектуры компьютеров. Jones & Bartlett Learning. стр. 2016. ISBN 978-0-7637-3769-6. Все компьютеры имеют ЦП, который можно разделить на две части. Первая часть — это тракт данных, представляющий собой сеть блоков хранения (регистров) и арифметических и логических блоков... соединенных шинами... где синхронизация контролируется часами.
  2. ^ Эдвард Босворт. «Обзор архитектуры компьютеров».
  3. ^ Эдвард Босворт. «Структура шины ЦП».
  4. ^ JR Hauser и J. Wawrzynek, Garp: процессор MIPS с реконфигурируемым сопроцессором, FCCM'97, 1997, стр. 12–21. Архивировано 22 сентября 2017 г. на Wayback Machine
  5. ^ Чжу, Цзяньвэнь; Гайски, Дэниел Д. (1999-03-01). "Унифицированная формальная модель ISA и FSMD". Труды седьмого международного семинара по кодированию аппаратного и программного обеспечения - CODES '99 . CODES '99. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 121–125. doi : 10.1145/301177.301504 . ISBN 978-1-58113-132-1. S2CID  5426988.
  6. ^ Hsu, YC; Liu, TY; Tsai, FS; Lin, SZ; Yu, C. (1994-12-05). "Цифровое проектирование от концепции до прототипа за часы". Труды Азиатско-Тихоокеанской конференции по схемам и системам APCCAS'94 - 1994. стр. 175–181. doi :10.1109/APCCAS.1994.514545. ISBN 0-7803-2440-4. S2CID  61056791.