НОУ ИНТУИТ | Инструктивный синтез нанометровых вычислительных структур. От элементной базы к алгоритмически ориентированным субпроцессорам.. Лекция 6: Термальный синтез микропрограмм алгоритмически ориентированных МКМД-бит-потоковых субпроцессоров

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Регистрация Вход

Твой путь к знаниям!

|

Вам нравится? Нравится 5 студентам

| Поделиться |

Поддержать курс

| Скачать электронную книгу

В этом случае аппаратно-временные затраты на ассоциативные слов-инструкции DCA не возрастают, так как дешифрации подлежит только значащая часть адресов $\{\{A_{n}^{s} \}_{v}\}$ , в чем можно убедиться, сравнив PD - и DD -ассоциативные конструкции рисунков 5.9 и 5.10, где $n_{X} = 14$ , а $n_{A}$ равняется соответственно 6 и 8 битам.

увеличить изображение
Рис. 5.9. PD-ассоциативный дешифратор с прореживанием потока адресов

В обоих случаях параметры схемы соответствуют подстановке:

$\left( \begin{array}{l} X_n^k:X_n^1,X_n^2,X_n^3,X_n^4 \\ X_n^s:X_n^2,X_n^3,X_n^1,X_n^4 \end{array} \rigth )$

( 5.13)

но в DD -ассоциативной конструкции рис. 5.10 поток формальных адресов $\{\{A^{s}_{8}\}_{v}\}$ необходимо предварительно модифицировать в поток загружаемых адресов $\{vec{А}^s_{14}\}_{v}\}$ по правилу:

$\vec{A}_{n_X}^s = F(s,n_X,x_A) = \begin{cases} {A}_{n_A}^s*2^{\lambda}, & \text{ если } \vec{A}_{n_X}^s \le 2^{n_A} -1, \\ {A}_{n_A}^s*2^{\lambda} - 2^{n_A}, & \text{ если } \vec{A}_{n_X}^s \ge 2^{n_A} -1. \end{cases}$

( 5.14)

где $\lambda = mod_{8}[(s-1)(8-mod_{8}n_{X} )]$ определяет фазовый сдвиг $\vec{A}_{n_X}^s$ , связанный с некратным $n_{X} = 14$ циклическим воспроизводством $U_{n_A}^k$ в бит-инструкциях , где $n_A \le 8$ бит.

Рис. 5.10. DD-ассоциативный дешифратор с прореживанием потока адресов

Согласно (5.14) для подстановки (5.13) получим:

, то $\vec{A}_{14}^1 = 00.0000.0000.0010$ ;
, то $\vec{A}_{14}^2 = 00.0000.0000.1100$ ;
, то $\vec{A}_{14}^3 = 00.0000.0001.0000$ ;
, то $\vec{A}_{14}^4 = 00.0000.0000.0001$ .

Рассмотренные PD - и DD -ассоциативные конструкции слов-инструкций DCA работают по правилам:

для рис. 5.9:
$PR_n^{ks}(t_0^1+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n) = \\ \begin{cases} C_n^{ks}1, & \text{ если } U_n^{r}(t_0^0+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n)= A_n^{s}(t_0^0+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n) , \\ \equiv 0, & \text{ если } U_n^{r}(t_0^0+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n)\ne A_n^{s}(t_0^0+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n). \end{cases}$ ( 5.15)

где $t_{0}^1 = t_0^0 + 2$ такта, а $\Delta ( n) = 2n + 1$ тактов - технологическая задержка в слов- инструкции $DCA_{PD}$ ;
для рис. 5.10:
$PR_n^{ks}(t_0^2+\Delta(n)+2(k-1)+(n-1)+(s-1)n) = \\ \begin{cases} C_n^{ks}1, & \text{ если } U_n^{k}(t_0^1+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n)= A_n^{s}(t_0^1+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n) , \\ \equiv 0, & \text{ если } U_n^{k}(t_0^1+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n)\ne A_n^{s}(t_0^1+\Delta(n)+2(k-1)+(s-1)n). \end{cases} ,$ ( 5.16)

где такт, такта, а $\Delta ( n)$ в данном случае составляет 6 тактов.

При $v_A = ({\alpha} > 1)*vX$ PD -ассоциативные конструкции применимы не только в супрамолекулярной, но и в современной опто- или микроэлектронике, так как в этом случае системные временные издержки на синтез специфических $DCA_{PD}$ для каждой подстановки TRANS можно окупить за счет {\alpha}-циклов их использования. Для этого достаточно в поток-инструкциях TRANS ${\alpha}$ -кратно использовать одни и те же PD -ассоциативные слов-инструкции $DCA_{PD}$ рис. 5.11, которые выполнены по схеме целочислен-ного сравнения $(CMPE_{PD})$ .

В результате в поток-инструкциях TRANS со встроенными блоками $DCA_{PD}$ :

сохраняется структурно-функциональная схема $TRANS_{DD}$ , но топологические схемы всех составляющих ее слов-инструкций полностью изменяются, так как одна $DCA_{PD}$ обычно занимает две и более строк бит-процессоров;
этап синтеза слов-инструкций $\{DCA_{PD}\}$ для каждой -й перестановки совмещается во времени с этапом ${\alpha}$ -кратного использования при исполнении -й подстановки длительностью ${\alpha}*(2S_{m}-1)*n$ тактов или ${\alpha}*2S_{m}*n$ тактов в зависимости от типа используемого порта вывода.

Поток-инструкции TRANS со встроенными блоками PD-ассоциативной памяти

В разделе 8.4 курса "Задачи и модели вычислительных наноструктур" на примере умножителей показано, что функция "хранение" ( MEMORY ) является атрибутивной для PD -ассоциативных слов-инструкций. Поэтому любую из них можно использовать в поток-инструкциях $TRANS_{PDv}$ вместо циклических FIFO -регистров $\{B_{n}^{k}\}$ с тем ограничением, что такие слов-инструкции обеспечивают "хранение" переставляемых потоков данных $\{X_n^s\}_v$ только на одном цикле . В этом случае в супрамолекулярных вычислителях синтез структурно адаптируемых под содержимое потока $\{X_n^s\}_v$ ячеек памяти $\{B_{n}^{k}\}$ можно совместить во времени с фазой "чтения" $(READ_{v-1})$ другой, (v-1) -й PD -ассоциативной конструкции $\{B_{n}^{k}\}_{(v-1)}$ ..

увеличить изображение
Рис. 5.11. Поток-инструкции TRANS с PD-ассоциативной дешифрацией адреса

Сам синтез PD -ассоциативных $\{B_{n}^{k}\}$ можно проводить:

в порядке "чтения" (рис. 5.12-а, когда синтезируемые слов-инструкции (в данном случае это $\{B^{k}_n\}_{v}):=\{OR_{PD}\}_v$ размещаются в пространстве в порядке подстановки, то есть по индексу ;

увеличить изображение
Рис. 5.12. Топологические схемы микропрограмм PD-ассоциативного хранения (MEMORY_PD)
в порядке "записи" (рис. 5.12-б, когда синтезируемые слов-инструкции (в данном случае это смесь $\{B_{n}^{k}\}_{?} ):=\{\{OR_{PD}\},\{XOR_{PD}\},\{ML_{PD}\}\}_{v}$ размещаются в пространстве в порядке поступления, то есть по индексу .

Дальше >>

Авторизоваться

Инструктивный синтез нанометровых вычислительных структур. От элементной базы к алгоритмически ориентированным субпроцессорам.

Термальный синтез микропрограмм алгоритмически ориентированных МКМД-бит-потоковых субпроцессоров

Вопросы и ответы