معالج مجموعة التعليمات الخاصة بالتطبيق

الموسوعة الحرة

معالج مجموعة التعليمات الخاص بالتطبيقات ( ASIP ) هو مكون يُستخدم في تصميم الأنظمة المتكاملة على شريحة واحدة . تُصمم بنية مجموعة التعليمات الخاصة بمعالج ASIP خصيصًا لتلبية احتياجات تطبيق معين. يوفر هذا التخصص في النواة توازنًا بين مرونة وحدة المعالجة المركزية للأغراض العامة (CPU) وأداء الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC).

تحتوي بعض معالجات ASIP على مجموعة تعليمات قابلة للتكوين. عادةً ما تُقسّم هذه المعالجات إلى جزأين: منطق ثابت يُحدد الحد الأدنى من بنية مجموعة التعليمات (ISA)، ومنطق قابل للتكوين يُستخدم لتصميم تعليمات جديدة. يمكن برمجة المنطق القابل للتكوين إما ميدانيًا بطريقة مشابهة لمصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة ميدانيًا (FPGA)، أو أثناء تصنيع الشريحة. تعتمد معالجات ASIP على طريقتين لتوليد الشفرة: إما من خلال مُولّد شفرة قابل لإعادة التوجيه، أو من خلال مُولّد مُجمّع قابل لإعادة التوجيه. يستخدم مُولّد الشفرة القابل لإعادة التوجيه قالب التطبيق وبنية مجموعة التعليمات وبنية المعالج لإنشاء مُولّد الشفرة للكود الهدف. بينما يستخدم مُولّد المُجمّع القابل لإعادة التوجيه قالب بنية مجموعة التعليمات وبنية المعالج فقط كأساس لإنشاء المُجمّع. ثم يستخدم المُجمّع شفرة التطبيق لإنشاء الكود الهدف. [ 1 ]

يمكن استخدام معالجات الإشارات الصوتية التطبيقية (ASIPs) كبديل لمسرعات الأجهزة لمعالجة إشارات النطاق الأساسي [ 2 ] أو ترميز الفيديو [ 3 ] . تعاني مسرعات الأجهزة التقليدية لهذه التطبيقات من عدم المرونة، إذ يصعب إعادة استخدام مسار بيانات الأجهزة مع آلات الحالة المحدودة (FSM) المكتوبة يدويًا. تساعد المترجمات القابلة لإعادة التوجيه في معالجات الإشارات الصوتية التطبيقية المصمم على تحديث البرنامج وإعادة استخدام مسار البيانات. عادةً ما يعتمد تصميم معالج الإشارات الصوتية التطبيقية بشكل كبير على تدفق الأدوات، لأن تصميم معالج من الصفر قد يكون معقدًا للغاية. يتمثل أحد الأساليب في وصف المعالج باستخدام لغة برمجة عالية المستوى، ثم إنشاء مجموعة أدوات برمجية لمعالج الإشارات الصوتية التطبيقية تلقائيًا [ 4 ] .

أمثلة

توفر بنية مجموعة تعليمات RISC-V (ISA) الحد الأدنى من مجموعات التعليمات الأساسية التي يمكن توسيعها بتعليمات إضافية خاصة بالتطبيقات. [ 5 ] توفر مجموعات التعليمات الأساسية تحكمًا مبسطًا في التدفق، وعمليات الذاكرة، والعمليات الحسابية على المسجلات. يسمح تصميمها المعياري بتوسيع التعليمات الأساسية لتشمل عمليات قياسية خاصة بالتطبيقات، مثل ضرب/قسمة الأعداد الصحيحة (M)، والفاصلة العائمة أحادية الدقة (F)، أو معالجة البتات (B). بالنسبة لتوسيعات التعليمات غير القياسية، تُقسم مساحة ترميز ISA إلى ثلاثة أجزاء: قياسية، ومحجوزة، ومخصصة . تُستخدم مساحة الترميز المخصصة للتوسيعات الخاصة بالموردين .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ جاين، إم كيه؛ بالاكريشنان، إم؛ كومار، إيه (2001). "منهجيات تصميم معالجات الإشارات الرقمية المتقدمة: دراسة استقصائية وقضايا". تصميم الدوائر المتكاملة واسعة النطاق 2001. المؤتمر الدولي الرابع عشر لتصميم الدوائر المتكاملة واسعة النطاق. بنغالور، الهند: جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. ص 76-81 . doi : 10.1109/ICVD.2001.902643 . ISBN  978-0-7695-0831-3. S2CID 14053636 . 
  2. ↑ شهاب الدين، شهريار وآخرون، "تصميم معالج متجه يتم تشغيله بواسطة النقل لفك التشفير التوربيني"، مجلة سبرينغر للدوائر المتكاملة التناظرية ومعالجة الإشارات، مارس 2014.
  3. ↑ هوتالا، إيلكا، وآخرون. "معمارية معالج مساعد متعدد النوى منخفض الطاقة وقابل للبرمجة لترشيح HEVC/H.265 داخل الحلقة" في معاملات IEEE للدوائر والأنظمة لتكنولوجيا الفيديو، نوفمبر 2014
  4. ↑ ماساريك، لغة النمذجة الموحدة (UML) في تصميم ASIP، وقائع الاتحاد الدولي للتحكم الآلي (IFAC)، المجلدات 39 (17): 209-214، سبتمبر 2006
  5. ↑ كرست، قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب، جامعة كاليفورنيا، بيركلي. ووترمان، أندرو لي، يونسوب باترسون، ديفيد أ. أسانوفي (6 مايو 2014). دليل مجموعة تعليمات RISC-V. المجلد 1: مجموعة تعليمات مستوى المستخدم، الإصدار 2.0 . OCLC 913589579 . {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )

الأدب

  • داكي ليو (2008). تصميم معالج الإشارات الرقمية المدمج: معالجات مجموعة التعليمات الخاصة بالتطبيقات . ماساتشوستس: إلسيفير موغان كوفمان. ISBN 978-0-12-374123-3.
  • أوليفر شليبوش؛ هاينريش ماير؛ راينر لوبرز (2007). توليف ASIP الأمثل من نماذج لغة وصف الهندسة المعمارية . دوردريخت: سبرينغر. رقم ISBN 978-1-4020-5685-7.
  • لوبيرز، راينر؛ إيني، باولو، محرران. (2006). معالجات مدمجة قابلة للتخصيص . سان ماتيو، كاليفورنيا: مورغان كوفمان. ISBN 978-0-12-369526-0.
  • جريس ماتياس. كيوتزر، كورت، محرران. (2005). بناء ASIPs: منهجية ميسكال . نيويورك: سبرينغر. رقم ISBN 978-0-387-26057-0.