🗊Презентация Аппаратно-программный комплекс для разработки систем на кристалле

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» Кафедра «Вычислительная техника»  

Цель работы Цель работы: Повышение производительности вычислительных устройств.

Актуальность темы Современные электронные устройства должны иметь: уникальный набор функций; развитый пользовательский интерфейс; высокую производительность базовой платформы, позволяющую модернизировать устройство; встраиваемую операционную систему; низкое энергопотребление; встраиваемые цветные ЖК-дисплеи с высоким разрешением; возможность подключения к сети Ethernet; возможность хранения больших объёмов данных в энергонезависимой памяти и на внешних носителях; полный набор стандартизованных проводных и беспроводных интерфейсов. Реализовать эти требования в одном электронном устройстве можно с помощью систем на кристалле.

Задачи Исследование методов и средств проектирования систем на кристалле Исследование и изучение языков проектирования средств вычислительной техники Разработка вычислительного устройства посредством языка проектирования

Разработка систем на кристалле В настоящее время существуют два основных варианта разработок систем на кристалле: с помощью графического интерфейса (реализация в виде схемы) и с помощью языков проектирования. Проектирование сложных систем в виде электрической схемы неудобно, так как схемы сложных устройств, содержащих большое количество элементов, получаются громоздкими и трудно читаемыми. В связи с этим все чаще при разработке таких систем используют языки описания аппаратуры: VHDL, AHDL, Verilog, System Verilog и др. Проектирование СНК на основе ПЛИС разделяют на два этапа: проектирование аппаратного обеспечения и проектирование программного обеспечения.

Языки описания аппаратуры VHDL (VHSIC (Very high speed integrated circuits) Hardware Description Language) - язык описания аппаратуры интегральных схем. Язык VHDL был разработан в 1983 году по заказу Министерства обороны США. AHDL(Altera Hardware Description Language )- язык описания аппаратуры Altera, был разработан Altera Corporation, предназначенный для описания комбинационных логических устройств, цифровых автоматов и таблиц истинности с учетом особенностей ПЛИС, выпускаемых Altera Corporation. Verilog HDL (Verilog Hardware Description Language) – язык описания аппаратуры, используемый для описания и моделирования электронных систем, был разработан в 1984 году фирмой Automated Integrated Design Synstems.

Изучение VHDL VHDL (VHSIC (Very high speed integrated circuits) Hardware Description Language) - язык описания аппаратуры интегральных схем, который позволяет описывать структуру и функции интегральной схемы. С помощью VHDL можно разложить описание структуры объекта на подпроекты и описывать связи между ними. VHDL имеет возможности по определению функций проектов, используя формы языков программирования, описывает поведение схемы, обладает множеством арифметических и логических операций, а также имеет большое количество типов данных.

Систолическая структура Систолическая структура — это однородная вычислительная среда из процессорных элементов, совмещающая в себе свойства конвейерной и матричной обработки и обладающая следующими особенностями: вычислительный процесс в систолических структурах представляет собой непрерывную и регулярную передачу данных от одного ПЭ к другому без запоминания промежуточных результатов вычисления; каждый элемент входных данных выбирается из памяти однократно и используется столько раз, сколько необходимо по алгоритму, ввод данных осуществляется в крайние ПЭ матрицы; образующие систолическую структуру ПЭ однотипны и каждый из них может быть менее универсальным, чем процессоры обычных многопроцессорных систем; потоки данных и управляющих сигналов обладают регулярностью, что позволяет объединять ПЭ локальными связями минимальной длины; алгоритмы функционирования позволяют совместить параллелизм с конвейерной обработкой данных.

Систолический процессор для умножения матриц

Текущая задача Текущей задачей является разработка систолического процессора для умножения матриц.

Спасибо за внимание