1 Основные направления применения микропроцессорных систем 1

Скачать 44.9 Mb.

Название	1 Основные направления применения микропроцессорных систем 1
страница	473/473
Дата публикации	19.08.2013
Размер	44.9 Mb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Информатика > Документы

1 ... 465 466 467 468 469 470 471 472 473

15.4. Нейропроцессор NeuroMatrix NM6403

Основные характеристики архитектуры

2625.Разработанный в НТЦ Модуль [147] отечественный нейропроцессор NM6403 [148-150] имеет скалярный процессор (скалярное RISC ядро) для выполнения логических, целочисленных арифметических операций, операций сдвига и формирования адресов для обращения в память, а также векторный процессор VP для обработки двоичных векторов произвольной разрядности i пределах 1 - 64 битов. При этом в одном такте VP может выполнять операции над несколькими векторами, вплоть до 64, суммарная длина которых не превышает 64. Скалярный процессор выполняет всю подготовку данных для работы векторного процессора. В целом, нейропроцессор NM6403 характеризуется как процессор с разнесенной (decoupled) архитектурой.

2626.Для работы с памятью нейропроцессор имеет два одинаковых интерфейса, называемых интерфейсами глобальной и локальной памятей, каждый из которых адресует 2³¹ 32 разрядных слов. Обмен с памятью выполняется по 64 разрядной шине данных интерфейса, что поддерживается выборкой при одном обращении в память двух соседних слов.

2627.Нейропроцессор NM6403 имеет два встроенных линка, совместимых по логическому и физическому протоколам с линками сигнального микропроцессора TMS 320C4X. Кроме того, интерфейсы локальной и глобальной памятей нейропроцессора имеют встроенные схемы арбитража, позволяющие без дополнительного оборудования подсоединять интерфейсы двух разных нейропроцессоров к одному разделяемому блоку памяти. Наличие двух линков и двух интерфейсов разделяемой памяти позволяет компоновать широкий спектр параллельных структур, ряд которых показан на рис. 15.5.

2628.

2629.

Рис. 15.5. Примеры реализации параллельных структур на базе нейрочипа NM6403

2630.

Система команд нейропроцесосра NM6403

2631.Команды нейропроцессора принадлежат к двум основным типам: команда скалярного процессора и команды векторного процессора. Команды скалярного процессора выполняются за один такт. Длительность исполнения команд! векторного процессора, в зависимости от типа команды, составляет от одного до 32 тактов.

2632.Команды скалярного процессора имеют 32-разрядный или 64-разрядны формат. В последнем случае, второе 32 -разрядное слово задает константу, адрес перехода или смещение адреса перехода. Команда скалярного процессора включает три поля OPER, MOVE, P и предписывает выполнение двух операций:

16 разрядное поле OPER [0: 15] задает одну из арифметических, логических или сдвиговых операций над содержимым регистров общего назначения;

15 разрядное поле MOVE [16: 30] задает преобразование содержимое адресных регистров, пересылку констант и содержимого регистров тип «регистр-регистр», «регистр-память», «память-регистр», «констант* регистр», а также модификацию счетчика команд для управления переходами при выполнении команд перехода, перехода к подпрограмм возврата из подпрограммы и прерывания;

1 разрядное поле Р [31], разрешающее начать выполнение данной команды на фоне незавершенной предшествующей команды векторного процессора.

2633.Скалярный процессор имеет следующие 32-разрядные регистры:

восемь адресных регистров ARO-AR7, используемых при обращениз к памяти (AR7 используется как указатель стека);
восемь регистров общего назначения GRO-GR7;
регистр счетчика команд PC (Program Counter), задающий адрес очередной команды;
регистр слова состояния процессора PSWR (Program Status Word Register) содержащий информацию о состоянии процессора, флат установленные по результатам выполнения предшествующих комaнд информацию о ресурсах процессора и текущие значения масок прерываний.

2634.Команды векторного процессора имеют 32 разрядный формат, состоят из шести полей: L [0], VOPER [1; 12], COUNT [13: 17], W [18], VMOV [19: 30], P[31] и задающий 4 операции:

2635.

1 разрядное поле L задает выполнение пересылки WBUF в WOPER;
12 разрядное поле VOPER определяет арифметическую или логическую операцию над векторами упакованных данных;
1 разрядное поле W задает пересылку из WFIFO в WBUF;
12 разрядное поле VMOVE задает обмен с внешней памятью посредством операции «чтение» или «запись» вектора упакованных данных;
5 разрядное поле COUNT определяет число повторений выполнения команды (это поле не используется при пересылке WFIFO в WBUF, выполняемой всегда за 32 такта; кроме этого следует отметить, что при повторении команды с заданной пересылкой WBUF в WOPER эта пересылка выполняется только один раз при последнем выполнении команды);
1 разрядное поле Р, разрешающее начать выполнение данной команды на фоне незавершенной предшествующей команды векторного процессора.

2636.

2637.Мы не будем касаться организации работы векторного процессора. Заинтересованный читатель может обратиться к сайту [147] и работам [148, 149]. Однако приведем некоторые пояснения. WBUF и WOPER являются матрицами ячеек памяти объемом 32 х 64 бита, хранящими 64 разрядные слова, представляющие весовые коэффициенты. Пересылка WBUF в WOPER выполняется за один такт.

2638.WFIFO - двухпортовый FIFO буфер объемом 3264 битов, используемый при подкачке из памяти 64-разрядных слов, представляющих упакованные данные. Пересылка из WFIFO в WBUF выполняется за 32 такта на фоне выполнения векторным процессором других операций с использованием WOPER.

2639.Таким образом, для исключения простоев в ожидании данных для векторного процессора используется WFIFO буфер, накачиваемый в темпе, допускаемом памятью, «теневая» память WBUF и память WOPER, непосредственно используемая при выполнении операций обрабатывающим устройством векторного процессора.

Производительность нейропроцессора NM6403

2640.Нейропроцессор NM6403 изготовлен по 0.5 мкм КМОП технологии и имеет тактовую частоту 50 МГц. Близость архитектур скалярного процессора NM6403 и микропроцессоров семейства «Квант», рассмотренных в 4 главе, позволяют сделать вывод о том, что производительность скалярного процессора NM6403 составляет 60-75 Моп/с (в 5 раз выше, чем у «Квант-10 пропорционально тактовой частоте»).

2641.В работе [150] приведена формула для определения производительности NM6403 при выполнении нейросетевых алгоритмов при различной разрядности весов и входов нейронов и даны следующие из этой формулы оценки производительности:

50 MCPS при 32 разрядных весах и входах;
51.2 GCPS при 1 разрядных весах и входах.

2642.

2643.

2644.

2645.

1 ... 465 466 467 468 469 470 471 472 473

Похожие:

	Программа дисциплины “Микропроцессорные устройства технических систем” для подготовки инженеров Изучение особенностей применения микропроцессорных устройств в системах автоматики и телеуправления, а также в изделиях электронной...		Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования...
	Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Микропроцессорные... Цель работы изучение современных однокристальных микроконтроллеров с cisc- и risc- архитектурой, организации их памяти и функционирования,...		Проектирование микропроцессорных систем методические указания к курсовому проектированию ...
	Правительство Российской Федерации Московский институт электроники... Целью курса "Микропроцессорные системы" является ознакомление студентов с микропроцессорными средствами и методами проектирования...		Реферат на тему: «Основы микропроцессорных систем» Эвм, но имеющие несравнимо меньшие размеры. Микропроцессоры относятся к классу микросхем, особенностью которых является возможность...
	Рабочая программа учебной дисциплины «основы микропроцессорной техники» Изучение дисциплины направлено на освоение принципов построения и функционирования микропроцессорных систем, а также работы в среде...		Негосударственное Аккредитованное Частное Образовательное Учреждение... Распределенные объектные архитектуры программных систем. Многоуровневые приложения. Основные понятия архитектуры распределенных систем....
	Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) Целью дисциплины является изучение физических и математических основ компьютерной и микропроцессорной техники и принципов построения...		Учебной дисциплины физика (с основами астрономии) для специальности 2201 Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных на уроках по физике и математике в школе, и является базой для изучения цифровой...
	Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства» «Электроника электропривода», «Программные средства пэвм», «Теория автоматического управления», «Основы микропроцессорной техники»...		Публичный отчёт «сош д. Звягино» в 2010-11 учебном году Основные направления Основные направления, содержание и формы деятельности педагогического коллектива регламентировались нормативными документами
	Реферат Тема. Парапульпарные штифты Основные вопросы для изучения:... Исходящая информация: необходима для правильного клинического применения парапульпарных штифтов		Расширенная программа дисциплины “ Экологическая геология Рассматриваются основные направления использования геофизических методов для геолого-экологического мониторинга окружающей среды...
	Реферат на тему: «Вакансии по специальности экономическая кибернетика» Занимается в области применения информационных систем, решает функциональные задачи, а также управляет информационными, материальными...		Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи

Школьные материалы