Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями

Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями

Рассмотрен вопрос разработки оригинальных звездообразных структур микропроцессоров, в которых объединяются архитектуры суперскалярного микропроцессора и VLIW-процессора....

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2010
Main Authors: Синегуб, Н.И., Ситников, В.С.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2010
Series:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Subjects:
Микропроцессорные устройства и системы
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51966
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями / Н.И. Синегуб, В.С. Ситников // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 40-42. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51966
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-519662025-02-09T14:00:09Z Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями Мікропроцесори зіркоподібної структури з розширеними функціональними можливостями Starshaped structure microprocessors with the extended functional possibilities Синегуб, Н.И. Ситников, В.С. Микропроцессорные устройства и системы Рассмотрен вопрос разработки оригинальных звездообразных структур микропроцессоров, в которых объединяются архитектуры суперскалярного микропроцессора и VLIW-процессора. Розглянуто питання розробки оригінальних зіркоподібних структур мікропроцесорів, в яких об.єднується архітектура суперскалярного мікропроцесора і VLIW-процесора. За рахунок властивого таким структурам високого внутрішнього паралелізму можлива організація додаткових операцій по обробці даних, що дозволяє підвищити продуктивність даних мікропроцесорів.ѕ The article considers the problem of working out the original starshaped structures of microprocessors which combine superscalar microprocessor and VLIW-processor architecture. It is possible to organize additional operations on data processing at the expense of inner parallelism appropriate to such structures, which permits to raise the productivity of these microprocessors. 2010 Article Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями / Н.И. Синегуб, В.С. Ситников // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 40-42. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51966 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Микропроцессорные устройства и системы
Микропроцессорные устройства и системы
spellingShingle Микропроцессорные устройства и системы
Микропроцессорные устройства и системы
Синегуб, Н.И.
Ситников, В.С.
Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Рассмотрен вопрос разработки оригинальных звездообразных структур микропроцессоров, в которых объединяются архитектуры суперскалярного микропроцессора и VLIW-процессора.
format Article
author Синегуб, Н.И.
Ситников, В.С.
author_facet Синегуб, Н.И.
Ситников, В.С.
author_sort Синегуб, Н.И.
title Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
title_short Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
title_full Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
title_fullStr Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
title_full_unstemmed Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
title_sort микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2010
topic_facet Микропроцессорные устройства и системы
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51966
citation_txt Микропроцессоры звездообразной структуры с расширенными функциональными возможностями / Н.И. Синегуб, В.С. Ситников // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 40-42. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT sinegubni mikroprocessoryzvezdoobraznojstrukturysrasširennymifunkcionalʹnymivozmožnostâmi
AT sitnikovvs mikroprocessoryzvezdoobraznojstrukturysrasširennymifunkcionalʹnymivozmožnostâmi
AT sinegubni míkroprocesorizírkopodíbnoístrukturizrozširenimifunkcíonalʹnimimožlivostâmi
AT sitnikovvs míkroprocesorizírkopodíbnoístrukturizrozširenimifunkcíonalʹnimimožlivostâmi
AT sinegubni starshapedstructuremicroprocessorswiththeextendedfunctionalpossibilities
AT sitnikovvs starshapedstructuremicroprocessorswiththeextendedfunctionalpossibilities
first_indexed 2025-11-26T15:01:02Z
last_indexed 2025-11-26T15:01:02Z
_version_ 1849865556012826624
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 40 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 23.12 2009 ã. Îïïîíåíò ê. ò. í. À. È. ÖÎÏÀ (ÕÍÓÐÝ, ã. Õàðüêîâ) Ê. ò. í. Í. È. ÑÈÍÅÃÓÁ, ä. ò. í. Â. Ñ. ÑÈÒÍÈÊΠÓêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò E-mail: sitnvs@mail.ru ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÛ ÇÂÅÇÄÎÎÁÐÀÇÍÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ Ñ ÐÀÑØÈÐÅÍÍÛÌÈ ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÛÌÈ ÂÎÇÌÎÆÍÎÑÒßÌÈ Ðàññìîòðåí âîïðîñ ðàçðàáîòêè îðèãè- íàëüíûõ çâåçäîîáðàçíûõ ñòðóêòóð ìèê- ðîïðîöåññîðîâ, â êîòîðûõ îáúåäèíÿþò- ñÿ àðõèòåêòóðû ñóïåðñêàëÿðíîãî ìèê- ðîïðîöåññîðà è VLIW-ïðîöåññîðà. Ðåøåíèå çàäà÷, òðåáóþùèõ âûïîëíåíèÿ çíà÷èòåëü- íûõ îáúåìîâ âû÷èñëåíèé â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìå- íè íàðÿäó ñ ìèíèàòþðèçàöèåé ãàáàðèòîâ óñòðîéñòâ, âîç- ìîæíî ëèøü ïðè íàëè÷èè ìèêðîïðîöåññîðíîé òåõíèêè ñ ðàñøèðåííûìè ôóíêöèîíàëüíûìè âîçìîæíîñòÿìè. Ê îñîáåííîñòÿì êîìïüþòåðîâ ïÿòîãî ïîêîëåíèÿ îòíîñÿò [1]: � èñïîëüçîâàíèå ñâåðõñëîæíûõ ìèêðîïðîöåññî- ðîâ âûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ñ ïàðàëëåëüíî-âåê- òîðíîé ñòðóêòóðîé, îäíîâðåìåííî âûïîëíÿþùèõ äå- ñÿòêè ïîñëåäîâàòåëüíûõ èíñòðóêöèé ïðîãðàììû; � ïðèìåíåíèå áîëüøîãî êîëè÷åñòâà (ñîòåí) ïà- ðàëëåëüíî ðàáîòàþùèõ ïðîöåññîðîâ, ïîçâîëÿþùèõ ñòðîèòü ñèñòåìû îáðàáîòêè äàííûõ è çíàíèé êàê â ñåòè, òàê è âíå åå. Íåñìîòðÿ íà äîñòèãíóòûå óñïåõè, çàäà÷à ïîâûøå- íèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ìèêðîïðîöåññîðîâ (ÌÏ) è ìèêðîïðîöåññîðíûõ ñèñòåì îñòàåòñÿ àêòóàëüíîé.  ýòîì íàïðàâëåíèè ïîñòîÿííî âåäóòñÿ èññëåäîâàíèÿ, â òîì ÷èñëå è â îáëàñòè êîìïüþòåðíîé àðõèòåêòóðû è ñõåìîòåõíèêè, à òàêæå ñòðóêòóðíîé îðãàíèçàöèè ìèê- ðîïðîöåññîðîâ [2�5].  [6] ðàññìîòðåíà ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ìèê- ðîïðîöåññîðà ñ âûñîêèì âíóòðåííèì ïàðàëëåëèçìîì, â êîòîðîé îáúåäèíåíû àðõèòåêòóðû ñóïåðñêàëÿðíîãî ìèêðîïðîöåññîðà è VLIW-ïðîöåññîðà (VLIW � very long instruction word), ÷òî ïîçâîëÿåò ïîâûñèòü ïðî- èçâîäèòåëüíîñòü çà ñ÷åò ïîëó÷åíèÿ â îäíîì òàêòå íå- ñêîëüêèõ ñêàëÿðíûõ ðåçóëüòàòîâ (ðèñ. 1). N L 678 L Êýø-ïàìÿòü Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ïàìÿòü (VLIW- êîìàíäà) ßäðî ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ Óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû ÓÓ Êîììóòàòîð Øèíà äàííûõ Êîëüöåâàÿ øèíà Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ìèêðîïðîöåññîðà ñ âûñîêèì âíóòðåííèì ïàðàëëåëèçìîì Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 41 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ … … … … N L … … 678 L Êýø-ïàìÿòü Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ïàìÿòü (VLIW- êîìàíäà) ßäðî ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ Óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû ÓÓ Ðã Ðã ÐãÐã Ðã Ðã Ðèñ. 2. Çâåçäîîáðàçíàÿ ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ÌÏ ñ äîïîëíèòåëüíûìè ðåãèñòðàìè äàííûõ N L 678 L Êýø-ïàìÿòü Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ðã Ïàìÿòü (VLIW- êîìàíäà) ßäðî ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ ÀÓ Óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû ÓÓ Ðèñ. 3. Çâåçäîîáðàçíàÿ ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ÌÏ ñ èíâåðñíûì ïîòîêîì äàííûõ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 42 ÌÈÊÐÎÏÐÎÖÅÑÑÎÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÑÈÑÒÅÌÛ Íà ðåãèñòðû ÿäðà äàííîãî ÌÏ ïî ñîîòâåòñòâóþ- ùèì øèíàì äàííûõ ïîñòóïàþò îïåðàíäû, à òàêæå óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû èç êîìàíäíîãî ñëîâà [7], çà- äàþùèå ðåæèìû ðàáîòû àðèôìåòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ (ÀÓ). Ñôîðìèðîâàííûå íà âûõîäàõ ÀÓ ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè äàííûõ çàíîñÿòñÿ â ðåãèñòðû äàííûõ (Ðã) (êýø-ïàìÿòü, ïàìÿòü, äð.).  ñîîòâåòñòâèè ñ VLIW- êîìàíäîé èíôîðìàöèÿ èç ëþáîãî Ðã ìîæåò áûòü ëèáî çàïèñàíà â ëþáîé ðåãèñòð ÿäðà è îáðàáîòàíà ÀÓ, ëèáî âûâåäåíà íà âíåøíåå óñòðîéñòâî ÌÏ. Ïðè ýòîì óñò- ðîéñòâî óïðàâëåíèÿ (ÓÓ) ôîðìèðóåò íåîáõîäèìûå äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÌÏ óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû è ñèí- õðîèìïóëüñû. Ðàñøèðÿÿ ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà ðåãèñòðîâ äàííûõ ñ öåëüþ ïîâû- øåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÌÏ, ïîëó÷èì íîâóþ îðè- ãèíàëüíóþ çâåçäîîáðàçíóþ ñòðóêòóðó ÌÏ (ðèñ. 2). Óâåëè÷åíèå ÷èñëà ðåãèñòðîâ äàííûõ ïîçâîëÿåò îðãàíèçîâàòü ïàðàëëåëüíóþ ðàáîòó ÿäðà ÌÏ è âíåø- íèõ ðåãèñòðîâ äàííûõ. Äëÿ ýòîãî ïðè ïîìîùè VLIW-êîìàíäû çàïóñêàåòñÿ õðàíèìàÿ â óñòðîéñòâå óïðàâëåíèÿ ìèêðîïðîãðàììà ñ÷èòûâàíèÿ äàííûõ ñ âíåøíèõ ðåãèñòðîâ. Ïðè âûïîëíåíèè ìèêðîïðîãðàì- ìû èíôîðìàöèÿ âî âíåøíèõ ðåãèñòðàõ ñ öåëüþ ñî- õðàíåíèÿ ôèêñèðóåòñÿ è çàòåì ïîñëåäîâàòåëüíî ñ÷è- òûâàåòñÿ ñ ïðèìåíåíèåì îäíîé èç êîëüöåâûõ øèí, íàïðèìåð, â êýø-ïàìÿòü â ñîîòâåòñòâèè ñ îäíèì èç èçâåñòíûõ ïðîòîêîëîâ îáìåíà äàííûìè [8]. Ïðè ýòîì îñòàëüíûå ðåãèñòðû äàííûõ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâà- íû â ïðîòåêàþùèõ ïàðàëëåëüíî ñî ñ÷èòûâàíèåì ïðî- öåññàõ îáðàáîòêè äàííûõ ÀÓ. Íàðÿäó ñ ðàññìîòðåí- íîé îïåðàöèåé âîçìîæíû è äðóãèå äîïîëíèòåëüíûå îïåðàöèè îáðàáîòêè äàííûõ, òàêæå ïðîòåêàþùèå ïà- ðàëëåëüíî è ïîâûøàþùèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ÌÏ. Òàêèì îáðàçîì, ïðåäëàãàåìàÿ ñòðóêòóðíàÿ îðãà- íèçàöèÿ ÌÏ � ýòî ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ÌÏ ñ áîëåå ðàçâèòûì âíóòðåííèì ïàðàëëåëèçìîì.  ðàçâèòèå èäåè âíóòðåííåãî ïàðàëëåëèçìà íà ðèñ. 3 ïðåäëîæåíà çâåçäîîáðàçíàÿ ñòðóêòóðíàÿ îðãà- íèçàöèÿ ÌÏ ñ èíâåðñíûì ïîòîêîì äàííûõ. Åå îñî- áåííîñòü ñîñòîèò â òîì, ÷òî èíôîðìàöèÿ íà ÀÓ ïî- ñòóïàåò ñ ðåãèñòðîâ äàííûõ, à íå ñ ðåãèñòðîâ ÿäðà, êàê â ñòðóêòóðàõ íà ðèñ. 1 è 2. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî øèíû äàííûõ ïðè òàêîé îðãàíèçàöèè � äâóíàïðàâëåííûå. Ýòî ïîçâîëÿåò îðãà- íèçîâàòü ñïåöèôè÷åñêèå îïåðàöèè îáðàáîòêè äàííûõ. Íàïðèìåð, âîçìîæåí áûñòðûé ïðèåì èíôîðìàöèè â îïåðàòèâíûå çàïîìèíàþùèå óñòðîéñòâà (ÎÇÓ) ÷åðåç ðåãèñòðû äàííûõ, è ñ÷èòûâàíèå èíôîðìàöèè èç ÎÇÓ ÷åðåç ðåãèñòðû ÿäðà íà ëþáîå äðóãîå óñòðîéñòâî ÌÏ èëè íà âíåøíåå óñòðîéñòâî. Âîçìîæíà òàêæå ïàðàë- ëåëüíàÿ çàïèñü èíôîðìàöèè â íåñêîëüêî ÎÇÓ ÷åðåç îäèí èç ðåãèñòðîâ äàííûõ. Äàííûå ðåæèìû ðàáîòû ÌÏ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ðàçëè÷íûõ óñòðîé- ñòâàõ ðåãèñòðàöèè èíôîðìàöèè. Ïðåäëîæåííàÿ ñòðóêòóðíàÿ îðãàíèçàöèÿ ÌÏ ïî- çâîëÿåò îðãàíèçîâàòü è äðóãèå ïðîòåêàþùèå ïàðàë- ëåëüíî îïåðàöèè îáðàáîòêè äàííûõ ñ öåëüþ ïîâûøå- íèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÌÏ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âîçìîæåí âàðèàíò ñòðóêòóðû ìèêðîïðîöåññîðà, â êîòîðîé îáúåäèíÿþòñÿ õàðàêòåðíûå îñîáåííîñòè ðàñ- ñìîòðåííûõ âûøå ñòðóêòóð ÌÏ. Òàêèì îáðàçîì, ïîëîæèòåëüíûé ýôôåêò ïîâûøå- íèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÌÏ â ïðåäëîæåííûõ ñòðóê- òóðíûõ îðãàíèçàöèÿõ äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò èñïîëüçî- âàíèÿ è äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ ïðèñóùåãî èì âíóò- ðåííåãî ïàðàëëåëèçìà, ïîçâîëÿþùåãî ïàðàëëåëüíî îðãàíèçîâûâàòü ðàçëè÷íûå äîïîëíèòåëüíûå îïåðàöèè ïî îáðàáîòêå äàííûõ è èõ îáìåíå. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Áðîéäî Â. Ë., Èëüèíà Î. Ï. Àðõèòåêòóðà ÝÂÌ è ñèñòåì: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ.� ÑÏá.: Ïèòåð, 2009. 2. Ñàìîôàëîâ Ê. Ã., Ëóöêèé Ã. Ì. Ñòðóêòóðû è îðãàíèçàöèÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÝÂÌ è ñèñòåì.� Ê.: Âèùà øêîëà, 1978. 3. Áàáè÷ Í. Ï., Æóêîâ È. À. Îñíîâû öèôðîâîé ñõåìîòåõíèêè: Ó÷åáíîå ïîñîáèå.� Ì.: Äîäýêà-XXI, 2007. Ê.: ÌÊ-Ïðåññ, 2007. 4. Óãðþìîâ Å. Ï. Öèôðîâàÿ ñõåìîòåõíèêà: Ó÷åá. ïîñîáèå äëÿ âóçîâ.� ÑÏá.: ÁÕÂ-Ïåòåðáóðã, 2007. 5. Áîéò Ê. Öèôðîâàÿ ýëåêòðîíèêà.� Ì.: Òåõíîñôåðà, 2007. 6. Ñèíåãóá Í. È. Ìèêðîïðîöåññîð çâåçäîîáðàçíîé ñòðóêòó- ðû // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòó- ðå.� 2009.� ¹ 2.� Ñ. 14�15. 7. Êîðíååâ Â. Â., Êèñåëåâ À. Â. Ñîâðåìåííûå ìèêðîïðîöåññî- ðû.� ÑÏá.: ÁÕÂ-Ïåòåðáóðã, 2003. 8. Áîéêî Â. È., Ãóðæèé À. Í., Æóéêîâ Â. ß. è äð. Ñõåìîòåõíè- êà ýëåêòðîííûõ ñõåì. Ìèêðîïðîöåññîðû è ìèêðîêîíòðîëëåðû.� ÑÏá.: ÁÕÂ-Ïåòåðáóðã, 2004. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Óîëò Êåñòåð. Àíàëîãî-öèôðîâîå ïðåîáðàçîâàíèå.� Ì.: Òåõíîñôåðà, 2007. Êíèãà íàïèñàíà äëÿ èíæåíåðîâ-êîíñòðóêòîðîâ, êîòîðûå èñ- ïîëüçóþò ïðåîáðàçîâàòåëè äàííûõ è ñâÿçàííûå ñ íèìè âñïî- ìîãàòåëüíûå ñõåìû, ïîýòîìó â íåé ïðèâåäåíî ìíîãî ïðàêòè- ÷åñêèõ ñîâåòîâ. Áîëüøàÿ ÷àñòü ìàòåðèàëà ñ íåîáõîäèìûìè îáíîâëåíèÿìè áûëà âçÿòà èç ïðåäûäóùèõ ïîïóëÿðíûõ âû- ïóñêîâ êíèã äëÿ ñåìèíàðîâ Analog Devices. Äëÿ áîëåå ÷åòêî- ãî èçëîæåíèÿ ìàòåðèàëà ìíîãèå ðàçäåëû ïîäâåðãëèñü ïåðå- ðàáîòêå ñ ïðèâëå÷åíèåì òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëèñòîâ Analog Devices.

Similar Items