อ่าน 3 นาที
ตัวประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน
หน่วย ประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน ( ASIP ) เป็นส่วนประกอบที่ใช้ในการออกแบบ ระบบบนชิป (System on a Chip : System: ACP) สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง ของ ASIP...
ตัวประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน
หน่วยประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน ( ASIP ) เป็นส่วนประกอบที่ใช้ในการออกแบบระบบบนชิป (System on a Chip : System: ACP) สถาปัตยกรรมชุดคำสั่งของ ASIP ถูกปรับแต่งให้เหมาะสมกับแอปพลิเคชันเฉพาะ การเฉพาะทางของแกนประมวลผลนี้ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) อเนกประสงค์ และประสิทธิภาพของวงจรรวมเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASIC)
ASIP บางตัวมีชุดคำสั่งที่กำหนดค่าได้ โดยปกติแล้ว คอร์เหล่านี้จะแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ตรรกะ คงที่ซึ่งกำหนด ISA (สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง) ขั้นต่ำ และ ตรรกะ ที่กำหนดค่าได้ซึ่งสามารถใช้ในการออกแบบคำสั่งใหม่ ตรรกะที่กำหนดค่าได้สามารถตั้งโปรแกรมได้ทั้งในภาคสนามในลักษณะเดียวกับอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้ภาคสนาม (FPGA) หรือระหว่างการสังเคราะห์ชิป ASIP มีวิธีการสร้างโค้ดสองวิธี คือ ผ่านตัวสร้างโค้ดที่กำหนดเป้าหมายใหม่ได้ หรือผ่านตัวสร้างคอมไพเลอร์ที่กำหนดเป้าหมายใหม่ได้ ตัวสร้างโค้ดที่กำหนดเป้าหมายใหม่ได้ใช้แอปพลิเคชัน ISA และเทมเพลตสถาปัตยกรรมเพื่อสร้างตัวสร้างโค้ดสำหรับโค้ดออบเจ็กต์ ตัวสร้างคอมไพเลอร์ที่กำหนดเป้าหมายใหม่ได้ใช้เพียง ISA และเทมเพลตสถาปัตยกรรมเป็นพื้นฐานในการสร้างคอมไพเลอร์ จากนั้นโค้ดแอปพลิเคชันจะถูกใช้โดยคอมไพเลอร์เพื่อสร้างโค้ดออบเจ็กต์[ 1 ]
ASIP สามารถใช้เป็นทางเลือกแทนตัวเร่งฮาร์ดแวร์สำหรับการประมวลผลสัญญาณเบสแบนด์[ 2 ]หรือการเข้ารหัสวิดีโอ[ 3 ]ตัวเร่งฮาร์ดแวร์แบบดั้งเดิมสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้ประสบปัญหาเรื่องความไม่ยืดหยุ่น การนำเส้นทางข้อมูลฮาร์ดแวร์กลับมาใช้ใหม่ด้วยเครื่องสถานะจำกัด (FSM) ที่เขียนด้วยมือเป็นเรื่องยากมาก คอมไพเลอร์ที่กำหนดเป้าหมายใหม่ของ ASIP ช่วยให้นักออกแบบสามารถอัปเดตโปรแกรมและนำเส้นทางข้อมูลกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยทั่วไป การออกแบบ ASIP จะขึ้นอยู่กับขั้นตอนการทำงานของเครื่องมือไม่มากก็น้อย เนื่องจากการออกแบบโปรเซสเซอร์ตั้งแต่เริ่มต้นอาจซับซ้อนมาก แนวทางหนึ่งคือการอธิบายโปรเซสเซอร์โดยใช้ภาษาระดับสูง จากนั้นสร้างชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ของ ASIP โดยอัตโนมัติ[ 4 ]
ตัวอย่าง
สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC-V (ISA) มีชุดคำสั่งพื้นฐานขั้นต่ำที่สามารถขยายได้ด้วยคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชันเพิ่มเติม[ 5 ]ชุดคำสั่งพื้นฐานช่วยให้การควบคุมการไหล หน่วยความจำ และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์บนรีจิสเตอร์ง่ายขึ้น การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยให้สามารถขยายคำสั่งพื้นฐานสำหรับการดำเนินการเฉพาะแอปพลิเคชันมาตรฐาน เช่น การคูณ/หารจำนวนเต็ม (M) จุดลอยตัวความแม่นยำเดี่ยว (F) หรือการจัดการบิต (B) สำหรับส่วนขยายคำสั่งที่ไม่เป็นมาตรฐาน พื้นที่การเข้ารหัสของ ISA จะถูกแบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่มาตรฐาน สงวนไว้และกำหนดเองพื้นที่ การเข้ารหัส แบบกำหนดเองใช้สำหรับส่วนขยายเฉพาะของผู้จำหน่าย
ดูเพิ่มเติม
วรรณกรรม
- Dake Liu (2008). การออกแบบโปรเซสเซอร์ DSP แบบฝังตัว: โปรเซสเซอร์ชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน . MA: Elsevier Mogan Kaufmann. ISBN 978-0-12-374123-3.
- โอลิเวอร์ ชลีบุช; ไฮน์ริช เมียร์; ไรเนอร์ ลูเปอร์ส (2007) การ สังเคราะห์ASIP ที่ปรับให้เหมาะสมจากโมเดลภาษาคำอธิบายสถาปัตยกรรมดอร์เดรชท์: สปริงเกอร์. ไอเอสบีเอ็น 978-1-4020-5685-7.
- Leupers, Rainer; Ienne, Paolo, บรรณาธิการ (2006). โปรเซสเซอร์ฝังตัวที่ปรับแต่งได้ . ซานมาเตโอ, แคลิฟอร์เนีย: Morgan Kaufmann. ISBN 978-0-12-369526-0.
- กรีส์, แมทเธียส; คอยทเซอร์, เคิร์ต, eds. (2548) การสร้าง ASIP: ระเบียบวิธี Mescal นิวยอร์ก: สปริงเกอร์. ไอเอสบีเอ็น 978-0-387-26057-0.
ลิงก์ภายนอก
- TTA-Based Codesign Environment (TCE) เป็นชุดเครื่องมือโอเพนซอร์ส (ได้รับอนุญาตภายใต้ MIT) สำหรับการออกแบบโปรเซสเซอร์ TTA เฉพาะแอปพลิเคชัน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน
หน่วย ประมวลผลชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน ( ASIP ) เป็นส่วนประกอบที่ใช้ในการออกแบบ ระบบบนชิป (System on a Chip : System: ACP) สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง ของ ASIP...
ตัวอย่าง
สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC-V (ISA) มีชุดคำสั่งพื้นฐานขั้นต่ำที่สามารถขยายได้ด้วยคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชันเพิ่มเติม [ 5 ] ชุดคำสั่งพื้นฐานช่วยให้การควบคุมการไหล หน่วยความจำ และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์บนรีจิสเตอร์ง่ายขึ้น...
ดูเพิ่มเติม
วงจรรวมเฉพาะงาน ระบบบนชิป ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล
วรรณกรรม
Dake Liu (2008). การออกแบบโปรเซสเซอร์ DSP แบบฝังตัว: โปรเซสเซอร์ชุดคำสั่งเฉพาะแอปพลิเคชัน . MA: Elsevier Mogan Kaufmann. ISBN 978-0-12-374123-3 .