Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-6-1136-1142
УДК 004.2, 004.3, 004.383.8, 004.383.8.032.26, 004.4, 004.273
Метод документирования архитектурных решений вычислительных платформ
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Горбачев Я.Г. Метод документирования архитектурных решений вычислительных платформ // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 6. С. 1136–1142. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-6-1136-1142
Аннотация
Предмет исследования. Представлен метод описания вычислительных механизмов и документирования вычислительных платформ. Новизна метода заключается в использовании унифицированных средств для документирования на разных уровнях гранулярности аппаратного, программного и инструментального обеспечения, а также реконфигурируемых (интеллектуальных, адаптивных) компонент. Метод позволяет представлять в понятном виде вычислительные системы с нестандартными архитектурными решениями. Метод. Предложенный метод заключается в описании идеальной модели вычислительной платформы с ее последующей итеративной детализацией. Особенность метода — наличие единого для различных систем ядра, которое используется для упрощения описаний и структурирования информации. Ядро включает в себя универсальные элементы и создано на основе анализа большого количества архитектур вычислительных систем. Основные результаты. С использованием предложенного метода описаны принципы организации широкого спектра вычислительных платформ. Рассмотрены следующие платформы: обобщенные процессоры с классической архитектурой, которая является развитием принципов фон-Неймана; программно-аппаратные системы на базе микроконтроллеров; операционные системы общего назначения; крупногранулярные и мелкогранулярные реконфигурируемые вычислительные системы; специализированные процессоры и ускорители; искусственные нейронные сети. Практическая значимость. Предложенный метод может быть использован для структурирования информации как по традиционным, так и по активно развивающимся направлениям: реконфигурируемым вычислительным системам и специализированным процессорам. На основе метода создана общая база универсальных вычислительных механизмов, пригодных для использования в разных узлах системы, для объектов разной гранулярности программными, аппаратными и иными средствами, на разной элементной базе. Результаты работы могут быть полезны системным архитекторам для документирования сложных вычислительных компонент, состоящих из программных, аппаратных и прочих механизмов. Метод направлен на упрощение повторного использования вычислительных механизмов и призван облегчить генерацию новых архитектурных решений. Также метод может быть полезен при обучении профильных специалистов, поскольку позволяет демонстрировать основные принципы вычислительной техники.
Ключевые слова: архитектура вычислительной системы, архитектурное описание, вычислительная платформа, вычислительный
механизм, реконфигурируемая система, динамическая реконфигурация
Список литературы
Список литературы
-
Chattopadhyay A. Ingredients of adaptability: A survey of reconfigurable processors // VLSI Design. 2013. P. 1–18. https://doi.org/10.1155/2013/683615
-
Reshadi M. No-Instruction-Set-Computer (NISC) Technology Modeling and Compilation: PhD dissertation / University of California, Irvine. 2007. 153 p.
-
Somnath P., Swarup B. Computing with Memory for Energy-Efficient Robust Systems. Dordrecht: Springer, 2011. 249 p.
-
Siegl P., Buchty R., Berekovic M. Data-centric computing frontiers: A survey on processing-in-memory // Proc. of the Second International Symposium on Memory Systems (MEMSYS '16). 2016. P. 295–308. https://doi.org/10.1145/2989081.2989087
-
Tabkhi H., Bushey R., Schirner G. Function-level processor (FLP): A novel processor class for efficient processing of streaming applications // Journal of Signal Processing and Systems. 2016. V. 85. N 1. P. 287–306. https://doi.org/10.1007/s11265-015-1058-5
-
Lysecky R., Stitt G., Vahid F. Warp Processors // ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems. 2006. V. 11. N 3. P. 659–681. https://doi.org/10.1145/1142980.1142986
-
Pinkevich V., Platunov A., Gorbachev Y. Design of embedded and cyber-physical systems using a cross-level microarchitectural pattern of the computational process organization // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2893.
-
Savage J. Models of Computation: Exploring the Power of Computing. Boston, MA, USA: Addison-Wesley, 1998. 600 p.
-
Processor Description Languages / ed. by M. Prabhat, D.Nikil. San Francisco, CA, USA, Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2008. 432 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374287-2.X5001-0
-
Aarenstrup R. Managing Model-Based Design. Natick, MA: MathWorks Inc., 2015. 86 p.
-
Nane R., Sima V., Pilato C., Choi J., Fort B., Canis A., Chen Y., Hsiao H., Brown S., Ferrandi F., Anderson J., Bertels K. A Survey and evaluation of FPGA high-level synthesis tools // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2016. V. 35. N 10. P. 1591–1604. https://doi.org/10.1109/TCAD.2015.2513673
-
Booch G., Jacobson I., Rumbaugh J. The Unified Modeling Language User Guide. Boston, MA, USA: Addison-Wesley, 1998. 391 p.
-
Delligatti L. SysML Distilled: A Brief Guide to the Systems Modeling Language. Boston, MA, USA: Addison-Wesley, 2013. 267 p.
-
Jean-Luc V. Model-based System and Architecture Engineering with the Arcadia Method. Elsevier, 2017. 388 p.