اگر چه معماري VL IW

نسبت به DSP قديمي، به برنامه حافظ نياز دارد، DSP هاي VL IW محور جديد مثل StarCore Sc140 كه در سال 199 معرفي گردید، براي كاهش اين تفاوتها، روشهائي كشف گردید. در مورد بهره گیری حافظه برنامه ريزي بالا، چند معماري VL IW محور در سه سال گذشته به وجودآمده كه از مجموعه هاي دستورالعملي بهره گیری مي كند( هر دو دستورالعمل 16 و 32 بيت) در اين مورد، پرادزنده از دستورالعلمهاي كوتاه بهره گیری مي كند وقتيكه همة حوزه هاي دستورالعمل نياز نباشد، بطور بالعكس، بهره گیری از دستورالعملهاي طولاني براي بخش نرم افزاري اجرائي كه به قدرت كامل معماري نياز دارد، را ذخيره مي كند. پردازندة DSP VL IW از اين روش بهره گیری مي كند از قبيل PalmDSP Core InFineons Carme از گروه DSP ، ST100 , Caril , Santa Clara ميكرو الكترونيك StarCores SC140 , Switzer laid Geneua كه از روشهاي مشابه بهره گیری مي كند. سال گذشته ابزار آلات تگزاس، نوع جديد و پيشرفته اي را از معماري ** TM320C62 ساخت كه در بهره گیری از برنامه ريزي پردازنده پيشرفت كرد، جائيكه **C62 از دستورالعملهاي ساده بهره گیری مي كرد، **C62 شامل چندين دستور ميشود كه عمليات چند گانه اجرائي را اجرا مي كند- دستورات كوچكتر براي كارهاي از قبيل افزايش محكم كدي بهره گیری مي گردد، اما توسعه كامپالير را سخت مي كند. در طراحي معماري، معمار در جستجوي تعادل بين اهداف متضاد مي گردد: در اين مورد مصرف حافظه دو تاه در برابر قدرت كامپايل قرار دارد.

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

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

روش ديگر براي همانند سازي

انجام دستورالعملهاي چند گانه در هر دوره زماني، روش براي افزايش يك برابري در پردازنده می باشد. برابري، نيز بوسيله بهره گیری از دستورهاي ساده، طراحي چند داده اي (SIMD) افزايش مي يابد. SIMD به پردازنده اجازه مي دهد عمليات مشابه را با بهره گیری از دستورالعمل ساده بر روي مجموعه هاي مستقل از دستور اجرائي را اجرا كنند. به گونه نمونه، يك پردازنده با حمايت SIMD در محل حافظه بزرگ ( مثل 64 بيت حافظه) بعنوان داده چند كاره اقدام مي كند( 4كلمه 16 بيت) SIMD در دهه 1990 بعنوان وسيله اي براي افزايش اجرائي معماري CPU بر روي بردار عملياتي معرفي گردید كه كاربردهاي چند رسانه اي داشت. اين روش سرعت پردازنده هاي را بر روي الگوريتم بردارهاي جهت دار افزايش ميدهد جائيكه عملياتها جفت مي شوند.

افزايش SIMD عامل مهمي می باشد كه پردازنده هاي همه كاره را منجر مي گردد، مثل Motorola Power PC G4, gntel Pentium III رقابت با پردازنده هاي DSP بر حسب سرعت الگوريتم DSP مي پردازند. اگر چه ريشه اش در اين پردازنده با بيت، بهره گیری از SIMD در پردازندة DSP گسترش يافته و در ميان تراشه هاي جديد، معمولي می باشد. اما سطح حمايت از عملياتهاي SIMD خيلي متفاوت می باشد. روشي متفاوت براي SIMD توسط دستگاه قياسي بدست مي آيد. براي ساخت* ADSP-2116 شامل بخش ALU ,MAC تعويض كننده می باشد. *ADSP-2116 دستوري ساده را در نظر مي گيرند و در هماهنگي با مسيرهاي اطلاعاتي با داده هاي متفاوت اجرا مي گردد و در اجراي برخي الگوريتم ها دو برابر مي گردد. SIMD محدوديتهاي خودش را دارد. اينكه حمايت SIMD محكم يا معتدل كننده می باشد، اگر داده در برابر كردن اجرا گردد مفيد واقع ميشود. براي مثال، در الگوريتمي كه بصورت سري می باشد، بهره گیری از نتايج عملياتي بعنوان يك داده در عملياتهاي بعدي در نظر گرفته مي گردد، SIMD بهره گیری اي ندارد. از نقطه نظر ساختارهاي اصلي، سوال مهمي كه بايد مطرح گردد اين می باشد كه آيا SIMD براي كاربردهاي خاص مفيد می باشد يا نه. از جنبه برنامه نويسي، بهره گیری مؤثر از يك SIMD کوشش واقعي نياز دارد، برنامه نويس اغلب بايد داده را در حافظه مرتب كند بنابراين فرآيند SIMD با سرعت بالا حركت مي كند، و مي تواند در يك زمان از گروه چهار عملوند بازيابي مي گردد. آنها ممكن می باشد براي حداكثر بهره گیری از منابع پردازنده بايد الگوريتم ها را تشخيص دهند. مقدار پردازش مورد نياز براي مرتب كردن داده و سازماندهي مجدد مي تواند، پيشرفت در اجراي SIMD را كاهش دهد، زيرا پردازنده مجبور به اجراي دستورالعملهاي اضافي می باشد كه داده ها را باز چيدند، بار كردن داده براي اجراي دستورالعملهاي SIMDو حاصلجمع همه نتايج واسطه، انجام مي گيرد.

انتقال فايل كردن به DSP

بانكهاي كوچكي از جايگذاري نزديك به هسته پردازنده كه با دستورالعملها يا داده ها باز مي شوند. مزيت اصلي آنها اين می باشد كه سرعت مورد نياز و هزينه بعد از آن در حافظه كه بوسيله پردازنده بهره گیری مي گردد.، كاهش مي يابد. سرعت پردازنده به بانكهاي حافظه پر سرعت نياز دارند، اگر اين وسيله به سرعت بالا انجام گردد. بهره گیری از مخزن باعث اجراي پردازنده در سرعت ساعت بالا مي گردد بدون اينكه به بانكهاي بزرگتري احتياج باشد. اين مخزن دستورالعملها و داده هاي بهره گیری شدة مربوط به پردازنده كه بعنوان مخزن نگهدارنده بين پردازنده و بانكهاي بزرگتر با سرعت كم، بكار مي گيرد. زمانيكه ديگر دستورالعمل ها اجرا ميشود، پردازنده با يك تعويض ذخيره گاه دستورات مورد نياز و داده ها را به سرعت دارده، ذخيره گاه مي كند. اما اگر دستورات لازم يا داده ها در مخزن نيست، پردازنده بايد تا زمانيكه مخزن با اطلاعات لازم پر گردد، منتظر بماند. بنابراين مقدار زمان مورد نياز براي اجراي يك برنامه، بر اساس محتواي مخزن، تغيير خواهد كرد. در معماري سوپراسكالر، مخزن متغيرهاي زمان اجرا را در نرم افزار معرفي مي كند. مخزن در ميان پردازنده هاي همه كاره رايج می باشد كه معمار پردازنده در جستجوي راههاي براي پذيرش مخزن از كاربردهاي DSP می باشد. اخيراُ DSP كه از مخزن بهره گیری مي كند. تنها مخزن دستوري دارد، نه مخزن داده و اين كفايت ميكند كه برنامه نويس مي تواند به راحتي زمان اجراي نرم افزار را پيش بيني كند. بتازگي، معماري DSP جديدي، مثل ابزار آلات تگزاس **C64 از مخزن بهره گیری مي كند كه شبيه پردازنده هاي همه كاره می باشد. اين پردازنده از مخزن ترانسه براي دستورالعملها و داده ها بهره گیری مي كند، كه بسيار به ساختار اين مخزن شبيه می باشد. مخزن موجود در پردازنده هاي DSP براي نيازهاي DSp مورد نياز می باشد. براي مثال پردازنده ممكن می باشد به برنامه نويس اجاره قفل دستي براي محتواي مخزن مي دهد، بنابراين بخش اصلي در اجراي نرم افزار قرار ميگيرد. اين زمان اجراي براي ديگر بخشهاي نرم افزار كاهش مي دهد، از حافظه اصلي باز يابي مي گردد.

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

اگر يك پردازندة DSP از مخزن بهره گیری كند، تراشه بايد برنامه نويس را با وسايل كه تشخيص صحيح از زمان اجراي برنامه را قادر مي سازد، مجهز كند. ابزار آلات تگزاس،** C64 با يك مجموعه دستوري مشابه را منجر نمي گردد كه اين مدل، اثرات زمان اجرائي مخزن را از بين برد. ( زمانيكه پردازنده آن چیز که را كه مي خواهد، پيدا نكند) در نبود همچين ابزاري براي برنامه نويس، اجراي بهينه سازي زمان واقعي نرم افزار DSP مشكل می باشد. اما بايد حدس بزند از روش آزمون و خط بهره گیری كند.

خط پاياني: اجرا

از نقطه نظر كاربر، معماري مهم نيست، اثر معماري بر اجري پردازنده مهم می باشد،‌بر حسب سرعت، برق مصرفي، كاربرد حافظه، سرعت پردازنده سريعاً كاهش مي يابد، بهرحال، زمانيكه تراشه از روشهاي مختلف ارزيابي سرعت DSP بهره گیری مي كند. BOTL يك تحليل مستقل از DSP و توسعه نرم افزار در كلي و كيفيت، مجموعه الگوريتم محك DSP را تعريف مي كند كه شامل الگوريتم هاي معمولي بعنوان فيلتر و مدل پر سرعت (FFTs) مي گردد. اجراي BOTL، بهينه سازي الگوريتم در زمان مشابه بر روي پردازنده هاي مورد نظر، اجزاء برنامه نويسي DSP را نشان ميدهد. اجراي برنامه بررسي كارآيي، عامليت و راهنماي اجرا در اسناد خاص آزمايش محك BOTL تعريف مي گردد.

پردازنده هاي كه در جدول دسته بندي شده اند شامل معماري DSP ساده و قديمي، معماري DSP، VL IW و پردازندة همه كاره سوپر اسكالر با اجراي عالي با افزايش STMD مي گردد. براي هر پردازنده، سنجش توان مگاهرتز و ميليون دستورالعمل در هر ثانيه را نيز نشان مي دهد.

يافته اي كه اكثر افراد را متعجب ساخته می باشد، اين می باشد كه نتايج محك DSP براي Inted pentium III در 13/1 گيگا هرتز از نتايج ديگر بجز پردازندة DSP سريع، سريعتر می باشد. اين نكته را نشان مي دهد كه پردازندة همه كاره DSP رقابت زيادي را براي پردازنده DSP به دنبال داشته می باشد. بهر حال سرعت تنها متريك علاقه در اين زمينه نيست، پردازنده هاي همه كاره، احتمالاً جايگزين DSP در هر زمان مي گردد زيرا آنها خيلي گران هستند،‌ مصرف برق بالاي دارند و ابزارهاي پيشرفت DSP را ندارند. آنها ممكن می باشد دستگاه جانبي DSP ديگر انگرالي 1 را نداشته باشند و ( براي پردازنده هاي همه كاره سوپر اسكالر) آنها از كمبود زمان مصرفي رنج مي برند.

آيندة DSP

در طول سالهاي گذشته، فروشنده هي زيادي ادعي توليد “ سريعترين DSP جهان” را داشتند يك سوال مهم به وجودآمد: چه كسي علاقه مند می باشد؟

در اجراي فرآيند مقايسه اي، بيشتر برروي سرعت تمركز ايجاد مي گردید، اما براي كاربردهاي زياد DSP، سرعت مسئله مهمي در اجراي پردازنده نبود. در واقع، اكثر كاربردهاي DSP، براي دست يابي به سرعت مناسب، مشكل بزرگي نبود. زمانيكه هزينه مستقيم، مصرف برق، ظرفيت حافظه مورد نياز و ساير تراشه و خطرات و اثرات پيشرفته سخت افزار و كاربرد نرم افزار كاهش يافته، سرعت مناسب بدست مي آيد. اين عوامل اغلب پیش روی يكديگر قرار دارند. كاربردهاي مختلف بر وزن هاي مختلف انجام مي گيرد. بدست آوردن تعادل مناسب در خوره گسترده از كاربردها، مشكل اصلي می باشد كه فروشنده هاي پردازنده و كاربران با آن مواجهند وابسته بودن بر معماري پردازنده و عوامل ديگر زيادي هستند مثل تكتولوژي ساخت و پيشرفت ابزار نيز مهم اند.

پردازنده هاي همه كاره