21 Перспективный процесс проектирования сложных ВсС
Представлен шаблон процесса проектирования ВсС на базе аспектной модели и композиции ВПл. Его преимуществами являются:
• параллельная сбалансированная работа с ФТ и НФТ;
• генерация архитектуры с позиций предложенной системы абстракций;
• объединение фаз проектирования и исполнения вычислительного процесса в единое пространство технических решений;
• отложенная фаза аппаратно-программного разделения. Недостатками процесса на сегодня следует считать:
• то, что процесс не знаком большинству разработчиков;
• процесс предполагает наличие компетенций в области вычислительных абстракций.
22 Реализация архитектурных моделей ВсС
В качестве классификационного признака реализации предлагается использовать формальное определение команды как управляющей структуры с фиксированным форматом. Тогда под аппаратной реализацией можно понимать прямое исполнение алгоритма, когда нет "форматных" управляющих структур – микрокоманд, команд. Под программной реализацией можно понимать многоуровневую интерпретацию, когда есть "форматные" управляющие структуры – примитивы, и их последовательности – программы.
Довольно часто программную реализацию связывают с использованием принципа программного управления при проектировании устройства. Также широко распространено мнение об обязательном свойстве последовательной интерпретации управляющей информации устройством для отнесения его к разряду программно-реализованных.
Явным случаем аппаратной реализации является отсутствие в устройстве регулярных структур вообще (нерегулярная "жесткая" логика, то, что выше было названо "клубком схем").
23. Микроархитектура компонентов ВсС
Микроархитектура в свою очередь определяет принципы внутренней организации вычислителя, позволяющие реализовать заданную ISA. Одна и та же ISA может быть реализована с помощью различных микроархитектур.
При построении компонентов ВсС можно оперировать следующими понятиями:
Базовая вычислительная платформа, в свою очередь является виртуальной машиной;
Виртуализация;
ISA;
Микроархитектура.
24. Микроархитектура на основе композиции "шаблон-конфигурация"
Данная технология проектирования микроархитектуры включает следующие основные шаги:
Анализ нижележащей ISA и выделение в явном виде набора примитивных инструкций.
Создание множества кортежей примитивных инструкций, реализующих инструкции вышележащей ISA.
Минимизация количества уникальных кортежей за счет создания шаблонов с помощью обобщения кортежей и введения определенных конфигураций.
Основная задача: рациональная минимизация количества шаблонов за счет усложнения конфигурации. Ограничениями в процессе минимизации могут стать отношение временных масштабов, ресурсоемкость реализаций, “регулярность” вычислительных структур и алгоритмов. Основной областью применения описанной технологии является разработка драйверов ввода/вывода и реализация протоколов обмена.
В рамках такого подхода к проектированию микроархитектур были, например, реализованы драйверы ввода-вывода для платформы аналитических приборов «МиниЛаб»:
• Подсистема ввода/вывода keX;
• Драйвер I2C: шаблон i2cExchange();
• Драйвер DataFlash: 3 структурных шаблона реализуют 28 инструкций;
• Драйвер 1-Wire;
• Драйвер IEEE 802.15.4 (в процессе разработки).