데이터 패스

Datapath

데이터 패스는 데이터 처리 연산, 레지스터 및 [1]버스를 수행하는 산술 로직 유닛 또는 곱셈기 등의 기능 유닛의 집합입니다.컨트롤 유닛과 함께 중앙처리장치(CPU)[1]를 구성합니다.멀티플렉서를 사용하여 여러 데이터 경로를 결합하면 더 큰 데이터 경로를 만들 수 있습니다.

데이터 경로는 ALU, 레지스터 세트 및 이들 [2]사이에서 데이터를 흐르게 하는 CPU의 내부 버스입니다.

단일 버스를 중심으로 구성된 마이크로 아키텍처 데이터 패스

CPU의 가장 단순한 설계에서는 하나의 공통 내부 버스를 사용합니다.효율적인 추가를 위해서는 약간 더 복잡한 3개의 내부 버스 [3]구조가 필요합니다.비교적 단순한 CPU의 대부분은 ALU의 2개의 입력과 1개의 출력에 연결된 2개의 읽기, 1개의 쓰기 레지스터 파일을 가지고 있습니다.

1990년대 후반에는 재구성 가능한 데이터 패스(프로그램 가능한 패브릭을 사용하여 런타임에 재사용할 수 있는 데이터 패스) 분야에 대한 연구가 활발해졌습니다. 이러한 설계는 보다 효율적인 처리와 상당한 전력 [4]절감을 가능하게 할 수 있기 때문입니다.

데이터 패스가 있는 유한 상태 머신

FSMD(Finite State Machine with Data Path)는 프로그램 흐름을 제어하는 유한 상태 머신과 데이터 패스를 결합한 수학적 추상화입니다.그것은 디지털 논리나 [5][6]컴퓨터 프로그램을 설계하는 데 사용될 수 있다.

FSMD는 본질적으로 스테이트먼트가 스케줄 되어 있는 순차적인 프로그램이기 때문에 스테이트 다이어그램이 보다 복잡해집니다.여기서 프로그램은 상태 및 호가 산술식을 포함할 수 있는 복소 상태 다이어그램으로 변환되며, 이러한 식은 변수뿐만 아니라 외부 입출력도 사용할 수 있다.FSMD 추상화 레벨은, 통상, 레지스터 전송 레벨이라고 불립니다.

FSM은 변수나 산술 연산/조건을 사용하지 않으므로 FSMD는 FSM보다 강력합니다. FSMD는 표현식으로 튜링 기계와 동일합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b Null, Linda; Lobur, Julia (2006). The Essentials of Computer Organization and Architecture. Jones & Bartlett Learning. p. 2016. ISBN 978-0-7637-3769-6. All computers have a CPU that can be divided into two pieces. The first is the datapath, which is a network of storage units (registers) and arithmetic and logic units... connected by buses... where the timing is controlled by clocks.
  2. ^ 에드워드 보즈워스.「컴퓨터 아키텍처의 개요」.
  3. ^ 에드워드 보즈워스."CPU 버스 구조"
  4. ^ J. R. Hauser 및 J. Wawrzynek, Garp: 재구성 가능한 코프로세서를 갖춘 MIPS 프로세서, FCCM'97, 1997, 페이지 12-21.2017-09-22 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  5. ^ Zhu, Jianwen; Gajski, Daniel D. (1999-03-01). "A unified formal model of ISA and FSMD". Proceedings of the Seventh International Workshop on Hardware/Software Codesign. CODES '99. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery: 121–125. doi:10.1145/301177.301504. ISBN 978-1-58113-132-1. S2CID 5426988.
  6. ^ Hsu, Y.C.; Liu, T.Y.; Tsai, F.S.; Lin, S.Z.; Yu, C. (1994-12-05). "Digital design from concept to prototype in hours". Proceedings of APCCAS'94 - 1994 Asia Pacific Conference on Circuits and Systems: 175–181. doi:10.1109/APCCAS.1994.514545. ISBN 0-7803-2440-4. S2CID 61056791.