زمانيكه شركتهاي تاسيس شده با ايجاد معماريهاي جديد، كارآمد، اجراي عالي بر سر سهم بازار رقابت مي كردند، تعداد زيادي افراد تازه وارد به بازار وارد شده بودند حوزه معماري پردازش ديجيتالي سيگنال (DSP) بي سابقه می باشد. علاوه بر رقابت گسترده درميان فروشنده هاي پردازندة DSP تهديد جديدي از سوي پردازنده هاي همه كاره با تشديد كننده DSP به وجودآمد. بنابراين فروشنده هاي DSP براي خارج كردن رقيبان از رده، معماري هايشان را به تأييد رساندند چيزي كه پيشرفتهاي اخر را در معماري پردازندة DSP را دنبال ميكند شامل افزايش تغيير در روشهاي معماري در اين DSP، و پردازنده هاي همه كاره مي گردد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

اجرا از طريق برابر شدن

پردازندة هاي ديجيتالي سيگنال، جزء مهمي از توليدات مصرفي، ارتباطي، پزشكي و صنعتي محسوب مي شوند. دستورالعملها، قطعات تخصصي آنها باعث گردید كه آنا در اجري محاسبات رياضي كه در پردازش سيگناليهاي ديجيتالي كاربر دارد، مناسب باشند. براي مثال، زمانيكه ي DSP از قبيل تكرار ضرب، پردازندة DSP سخت افزار سريع در مضروب فيه دارد، دستورات مشخص در ضرب كردن و مسير اتصال چندگانه حافظه براي بازيافت عملوند داده چند گانه بطور ناگهاني، هست. پردازندة همه كاره اين خصوصيات تخصصي را ندارد و مثل اجراي الگوريتم DSP مفيد واقع نميشود. براي هر پردازنده نرخ زمان سنجي سريع آن يا مقدار زياد كار اجرا شده در هر دورة زماني منجر به كامل شدن عمليات DSP ميشود سطح بالائي از همانندي به اين معني كه توانائي اجراي عمليتهاي چند گانه در زمان مصرفي مشابه كه اثر مستقيمي به سرعت پردازنده دارد، نرخ زمان سنجيي به تناسب به آن كاهش نمي يابد. تركيب همانندي و سرعت زماني بالا، زمانيكه توليدات بازرگاني آنها در اوايل دهه 80 به بازار آمد، سرعت پردازنده DSP افزايش يافت. پردازندة DSP آخرين مدل از شركت افزار آلات تگزاس، والاس، در دسترس بود، براي مثال، 250 برابر از محصولات سال 1983، سريعتر بود. بخري از كاربردهاي DSP، مثل بي سيم نسل سوم، توانائي پردازندة DSP را افزايش مي داد.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

هنگاميكه پردازنده ها سرعت را بالا بردند، كاربران همه اسب بخار را مورد بهره گیری قرار دادند. بنابراين طراحان پردازندة DSP به توسعه روشهاي افزايش همانندي و نرخ زمان سنجي ادامه دادند.

چه تعداد دستور العمل در هر دوره زماني هست؟

تفاوت اساسي در ميان معماريهاي پردازنده اين می باشد كه چه تعداد دستورالعمل در هر دورة زماني اجرا مي گردد. تعداد دستورالعملهائي كه در همانند سازي ايجاد مي گردد، مقدار كار انجام شده توسط هر كدام، اثر مستقيمي بر سطح همانند سازي پردازنده دارد، كه به نوبت نيز بر سرعت پردازنده هم اثر دارد. پردازنده هاي DSP تنها يك دستورالعمل را در هر دورة زماني انجام ميدهد و بوسيله دسته بندي چند عمليات در هر ساختار، همانندي بدست مي آيد. يك دستورالعمل ممكن می باشد يك عمليات جمع آوري چند گاه را انجام دهد كه منجر به تبديل در دستور اجرائي به دستور ثبت شده مي گردد و مكان تصریح گر را نمو ميدهد. برعكس پردازندة همه كارة با اجراي بالا مثل gntd Prntium , Motordo معمولاً بوسيله اجراي چند دستورالعمل ساده در هر دورة زماني همانندي را بدست مي آورد. تفاوت چيست؟

پردازندة DSP معمولاً براي كاربردهاي حساس به هزينه، مصرف برق و سايز طراحي ميشود. آنها به معماري هاي ساده وابسته اند، كه براي اجراي ساده ترهستند كه بيش از يك ساختار را در هر دوره زماني انجام مي دهد. بنابراين آنها فضاي كم و قدرت كم مصرف ميكنند.

يك ساختار چند وسعتي دارد؟

زیرا مقدار حافظة پردازنده به ذخيرة نرم افزار نياز دارد كه نرم افزار آن بر هزينه، ساير و مصرف برق، اثر دارد و ساختار پردازندة DSP به هدف توانا ساختن برنامه هاي كاهش فضاي آن طراحي مي شوند. بنابراين پردازندة DSP يك ساختار نسبتاً كوچكي را بهره گیری ميكند تا عملياتهاي چندگانه را رمزگذاري كند. زمانيكه اين روش، بهره گیری از حافظه برنامه را مفيد مي سازد. دچار مشكل ميشود. اول اينكه دسته بندي عملياتهاي چند گانه همانند سازي به واژه ساختار كوتاه و ساده، به اين معني می باشد كه گروه ساختار تمايل دارد كه محدود گردد و از موارد خاص و محدود شده سر شار باشد. اغلب بر روي محل حافظه كه با عملياتها مورد بهره گیری قرار مي گيرد و بروي عملياتها كه با دستورالعمل ساده تركيب مي گردد. محدوديت هاي هست. براي حفظ تركيبات ؟؟ زيادي را محل حافظه و عملياتها بيست تاي كافي در كلمه دستورالعمل وجود ندارد. اين مجموعه هاي دستورالعملهاي پيچيده سخت مترجم زبان در سطح بالا را براي پردازنده، سخت مي كند. اكثر افرادي كه پردازندة DSP برنامه نويسي قرار دادي هستند ( برعكس كسانيكه بحري بخش پر؟؟ مركزي يا ي DSP) قابليت حمل دارد و سهولت برنامه ريزي 1 با زمان در سطح بالا صورت مي گيرد و در عوض در زبان مشابه كار مي كند، كه اين تنها روش براي كنترل توانائي هاي پردازنده می باشد. اين يكي از فوايد پردازندة DSP می باشد، همانطور كه در پردازنده هاي همه كاره مترجم، رقابت رشد كرده می باشد. يك جايگزين براي فشرده سازي عملياتهاي در يك دستورالعمل ساده، بوسيله بهره گیری از روش معمول در ميان پردازنده هاي همه كاره می باشد: مثل، يك عمليات براي هر دستور العمل، بهره گیری يك گروه از دستورالعملها در همانند سازي می باشد كه روش چند موضوعي ناميده ميشود. بنابراين براي مثال، دستورالعمل چند كاره ميتوان به پنج دسته تقسيم گردد. يك MAC، در حركت، در تصریح گر نشاني هر كدام از دستورالعملها، خيلي ساده هستند. اما با اجراي آنها بطور همزمان، پردازنده همانندي مشابه اي را منجر مي گردد. دو مزيت اين روش، افزايش سرعت و ترجمه كه مربوط به هزينه پيچيدگي معماري ميشود. بخاطر بهره گیری از دستورالعملهاي ساده براي ساده كردن مراحل رمز گشائي، اجرائي، سرعت، افزايش مي يابد و اين افزايش سرعت زمانيكه سطح مشابه يا سطوح بالاتر از عمليات هماند سازي خط گردد سرعت اجرائي پردازنده چند منظوره چند برابر ( 2 يا 3 برابر) پردازندة ساده ميشود. اين روش پردازندة هممه كاره بعنوان پنيتوم و سرعت ساعت PowerPC از آن چیز که در پردازنده هاي امروز ديده مي گردد، در سطح بالاتري می باشد. اين روش منجر به پيشرفته دستگاههاي كامپلاير ميشود، زمانيكه اين كامپلاير، توانائي درك بهتر دارند و در دستورالعملهاي ساده بهره گیری ميشود. بهر حال، اجراي يك معماري چند گانه، ممكن می باشد مورد توجه باشد زيرا اين بعنوان روشي باري ترفيع در اجراي يك معماري مورد بهره گیری قرار مي گيرد. براي مثال پنيتوم نرم افزار نوشته شده براي معمالي 486 اخير را اجرا مي كند، اما در هر دوره ( در حد ممكن) دو دستورالعمل را بيشتر از يك دستورالعمل اجرا مي كند. بر همين اساس، مصرف كننده مي تواند اجراي سيستم را بدون كامپايل مجدد كردن، توسعه دهد.( موضوعي مهم براي كاربران PC كه به منبع كد كاربري نرم افزار دسترسي ندارند) پردازنده هاي چند كاره، براي اجراي يك بخش داده شده از نرم افزار به دستورالعملهاي بيشتري نياز دارد. زمانيكه هر دستورالعمل از اين پردازنده هاي DSP ساده ترند. دستورالعملهاي بيشتري براي اجراي مقدار كار مشابه به مورد نياز می باشد. بعلاوه معماريهاي چند كاره اغلب از دستورالعملهاي عريض بيشتر بهره گیری مي كنند، DSP عرض افزايش يافته ( مثل، 32، ميت نسبت به 16 ميت) براي محدوديتهاي موجود بر روي محل حافظه براي عملياتها مورد بهره گیری قرار مي گيرد(‌عريض كردن كلمه دستورالعمل، ساختارهاي متمايز بيشتري را مشخص مي كند كه باعث حفظ تركيبات ميشود)

حذف اين محدوديت ها، ايجاد يك كامپايلر موثر براي پردازنده خيلي ساده مي گردد. بهر حال، حافظه كم بوسيله پردازنده بهره گیری مي گردد، زيرا حافظه بر سايز، هزينه و برق مصرفي آن اثر دارد. از اينرو، واقعيت اين می باشد كه معماري چند منظوره اغلب در اكثر كاربردهاي DSP به برنامه بيشتري نياز دارد. جائيكه اجرا رانندة نهائي می باشد. معمار DSP تمايل دارد كه جريمه روشهاي چند منظوره را در طرح DSP بپذيرد. بهرحال، معمار پردازندة DSP، تشخيص ميدهد كه مصرف كننده هايشان براي كامپايلرهاي با كيفيت، كه نقطه ضعف DSP نام دارد، سمت كامپيوتر با ديسك سخت مي طریقه. وقتيكه كاربردهاي DSP از صدها خطوط كد به ده هزار خط ميرسد، سود برنامه ريزي در زمان سطح بالا عامل موثري باري انتقال DSP به معماري چند منظوره ميشود، همانطور كه قبلاً ذكر كرديم، اغلب پردازنده هاي همه كاره،‌ از معماري هاي چند منظوره بهره گیری مي كند.

DSP هاي چند منظوره، از معماري بهره گیری مي كنند كه كلمه دستورالعمل خيلي طولاني (VL IW) ناميده مي گردد، كه براي اجراي برابر، دستورالعملها دسته بندي ميشوند، براي مثال، ابزار آلات تگزاس VL IW كور *** TMS 320C6، تا 32 بيت اجرا مي گردد بعنوان قسمتي از كلمه دستورالعمل كه VL IW به عرض 256 بيت مي رسد، VL IW يكي از دو نوع معماري چند منطوره می باشد. ديگري كه بعنوان سنجش خوب در نظر گرفته مي گردد و روشي می باشد كه در اكثر پردازنده هاي همه كاره، مورد بهره گیری قرار مي گيرد. اين دو روش در دستورالعملهاي دسته بندي شده براي اجراي همانند، تفاوت ميكنند. معماري اخير UL TW DSP شامل StarCore Sc140 ( از سيتم هاي agere و موتور الا)

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

در معماري VL IW ، برنامه ريز زباني يا كامپايلر بايد تخصصي گردد كه اين دستورالعملها در همانند سازي اجرا خواهد گردید، براساس منابع- مثل ثبات- كه موجود بود، وابسته هاي اطلاعاتي مثل دستورالعملها و ديگر ملاحظات اجرا مي شوند. اين منابع در هنگام اجراي تشخيص داده مي گردد. به عبارتي تغييرات پردازندة سنجش عالي، زمان بندي دستورالعملها براي برنامه ريزي يا كامپالير پردازنده را به دنبال دارد.

نقطه نظر برنامه ريز

پردازندة VL IW اغلب در برنامه ريزي زبان دستورات كه اسمبلي، بشدت نيرنگ مي زند، زيرا برنامه ريز براي دنبال كردن يك مسير در بخش اجراي چندگانه بر روي تراشه و زمان بندي دستورالعملهاي چند منظوره در اجراي همانندي، کوشش زيادي مي كند. كمپاني فروش TI، پردازندة DSP VL IW، اين موضوع را بيان كردند طراحي كامپايلر پيشرفته امروزي، هزينه هاي عمومي را در بر دارد و به برنامه ريزان اجازه مي دهد در زبان سطح بالا كار كنند بهرحال، اين هنوز موردي می باشد كه كامپايلرها، حتي پردازنده هاي VL IW- بطور كلي نرم افزار نساختند كه به خوبي و به شدت توليداتي می باشد كه برنامه ريزان ماهر، طراحي مي كنند. روش سوبراسكالر، امكان ايجاد سازگاري دو تائي را بين توليد معماري پردازندة ممكن مي سازد. برعكس توليد متفاوت از معماري VL IW منجر به توليد سازگاري دو تائي نمي گردد. زمانيكه اطلاعات مربوط به دسته بندي دستورالعملها در كد دوتائي قرار ميدهند. بنابراين، پردازنده هاي VL IW محور براي حمايت بيشتر ( يا كمتر) از دستورالعملها كه در همانند سازي اجرا مي گردد، به نرم افزار كامپايل مجدد براي توليدات بعدي معماري نياز دارد. طرفداران روش “سوپراسكالر” مي گويند كه اين، برنامه نويس يا نرم افزار نويس در تشخيص اينكه كدام دستورالعمل مي تواند اجرا گردد، آزاد هستند، در نتيجه، كاهش پيچيدگي برنامه ها و افزايش كارآئي كامپايلر در پي داريم.. معهذا، دستيابي به اجراي مطلوب در يك پردازندة سوپر اسكالر، اغلب به دستورالعملهاي مرتب شده نياز دارد، بنابراين پردازنده آنها را به درستي دسته بندي مي كند كه در اين مورد برنامه نويس يا كامپايلر مسئول دسته بندي كردن دستورالعملها هستند.