Επαναπροσδιοριζόμενης Computing Tutorial

Επαναπροσδιοριζόμενης computing είναι μια σχετικά νέα εξέλιξη στην τεχνολογία των υπολογιστών . Η έννοια της επαναπροσδιοριζόμενη computing προτάθηκε αρχικά από έναν ερευνητή στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στο Λος Άντζελες στη δεκαετία του 1960 ? Ωστόσο , πρακτικές εφαρμογές των υπολογιστών επαναπροσδιοριζόμενη ήταν σχετικά αργή πιάσει up.Reconfigurable computing βασίζεται στην ιδέα ότι ένα chip υλικού μπορεί να να επαναπρογραμματιστεί για χρήση από πολλαπλές εφαρμογές , βελτιώνοντας έτσι το κόστος και την αποτελεσματικότητα του τσιπ . Κίνητρα για Επαναπροσδιοριζόμενης Computing
Η

Παραδοσιακά υπολογιστικές συσκευές εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες .

Εφαρμογή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ειδικού σκοπού , επίσης γνωστή ως ASICs , είναι συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εφαρμογή . Ένα παράδειγμα ενός ASIC είναι ο επεξεργαστής σε κινητό τηλέφωνο : είναι σχεδιασμένο για να εκτελεί μια συγκεκριμένη σειρά προκαθορισμένων εργασιών . ASICs είναι σε θέση να εκτελέσει τις εφαρμογές σε μια γρήγορη ταχύτητα και χρησιμοποιούνται συνήθως σε μια ποικιλία των ηλεκτρονικών συσκευών. Ωστόσο , ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα ενός ASIC είναι ότι δεν μπορούν να επαναπρογραμματιστούν για χρήση σε άλλη εφαρμογή. Για παράδειγμα , ο επεξεργαστής σε ένα κινητό τηλέφωνο δεν μπορούν να προγραμματιστούν για επαναχρησιμοποίηση ως ένα μόνιτορ καρδιακού ρυθμού .

Υπολογιστικές συσκευές γενικής χρήσης , που αναφέρεται επίσης ως μικροεπεξεργαστές , βρίσκονται στο άλλο άκρο του φάσματος. Μικροεπεξεργαστές μπορούν να προγραμματιστούν από το λογισμικό και είναι σε θέση να εκτελέσει ένα ευρύ φάσμα καθηκόντων και των εφαρμογών . Ωστόσο , η ευελιξία αυτή μπορεί να έρθει εις βάρος της ταχύτητας . Δεδομένου ότι οι μικροεπεξεργαστές σχεδιαστεί για να εκτελέσει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών , μπορούν συχνά με πολύ καλύτερες επιδόσεις από ASICs στην ταχύτητα .
Εικόνων Βασικά στοιχεία του Επαναπροσδιοριζόμενης Computing
Η

Επαναπροσδιοριζόμενης computing είναι ένα υβρίδιο αυτών δύο προσεγγίσεις. Συνδυάζει την ταχύτητα ενός ASIC με την ευελιξία ενός μικροεπεξεργαστή. Δίνει προγραμματιστές εφαρμογών τη δυνατότητα να γράψει ένα πρόγραμμα , να το κατεβάσετε σε ένα τσιπ υλικού και αξιοποιούν τα οφέλη της έχοντας αφιερωμένο hardware τρέχει την εφαρμογή τους .

Το πρόσθετο όφελος , όμως, είναι ότι το τσιπ υλικό μπορεί τώρα να επαναχρησιμοποιηθούν για μια άλλη εφαρμογή . Για παράδειγμα , μπορεί να λειτουργήσει ως συσκευή GPS σε ένα χρόνο και ένα ψηφιακό επεξεργαστή φωτογραφική μηχανή σε μια άλλη ευκαιρία .

Η επαναχρησιμοποίηση επιτυγχάνεται μέσω της χρήσης ειδικού υλικού που είναι γνωστό ως Field Programmable Gate Arrays ( FPGA ) . FPGAs είναι συσκευές υλικού του οποίου η λειτουργία μπορεί να ρυθμιστεί από τους προγραμματιστές εφαρμογών με βάση τον τύπο της επιθυμητής εφαρμογής .

Η Πλεονεκτήματα του Επαναπροσδιοριζόμενης Computing
Η

Επαναπροσδιοριζόμενης υπολογιστών έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών υπολογιστών . Αναδιαμορφούμενα υπολογιστικές συσκευές χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο για την εκτέλεση εφαρμογών έντασης υπολογισμού . Επειδή FPGA υλικό είναι χτισμένο έθιμο , είναι τελειοποιηθεί με τις ακριβείς ανάγκες και τις προδιαγραφές της εφαρμογής . Αυτό παρέχει μια σημαντική ώθηση στην απόδοση και ταχύτητα. Πράγματι , reconfigurable υπολογιστές διαδραματίζουν εξέχοντα ρόλο στη βιομηχανία υπολογιστών υψηλών επιδόσεων .

Επειδή επαναδιαμορφώσιμες υπολογιστικές συσκευές μπορούν να επαναπρογραμματιστούν για διαφορετικές εφαρμογές , παρέχουν ένα σημαντικό πλεονέκτημα κόστους έναντι των παραδοσιακών ASICs . Το ίδιο τσιπ μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για μια άλλη δευτερεύουσα εφαρμογή που συμβατικά θα απαιτούσε μια δεύτερη μοναδική ASIC . Η μείωση στον αριθμό των διακριτών ASICs σε μια ηλεκτρονική συσκευή , επίσης, μειώνει το συνολικό μέγεθος της συσκευής , καθιστώντας φθηνότερη να σχεδιάσει και να κατασκευάσει .
Η
εικόνων