No Instruction Set Computing

A No instruction set computing (Utasításkészlet nélküli számítástechnika, röviden NISC), számítógép architektúra és fordító technológia tervezése nagyon hatékony egyéni feldolgozókkal és hardver gyorsítókkal lehetővé teszik a fordítónak a hardver erőforrások alacsony szintű ellenőrzését, vezérlését.

Áttekintés

A NISC egy statikusan időzített vízszintes nanokódolt architektúra (Statically-Scheduled Horizontal Nanocoded Architecture, SSHNA). A statikusan időzített (statically scheduled), azt jelenti, hogy az a művelet időzítő és veszélyesség kezelő kezelve van a fordító által. A vízszintesen nanokódolt (horizontal nanocoded), azt jelenti, hogy a NISC nem rendelkezik semmilyen előredefiniált utasításkészlettel vagy mikrokóddal. A fordító nanokódot generál, amely közvetlenül vezérli egy adott adatút funkcionális egységeit, regisztereit és multiplexereit. Alacsony szintű vezérlést a fordítónak engedi az adatút erőforrások jobb felhasználását, amelynek a végeredménye a jobb teljesítmény. A NISC technológia előnyei:

• Egyszerűbb vezérlő: nincs hardverütemező, nincs utasítás dekódoló
• Jobb teljesítmény: még rugalmasabb architektúra, jobb erőforrás kihasználás
• Könnyebb tervezni: nincs szükség utasítás-készletek tervezésére

A leginkább fárasztó és leginkább időigényes része a tervezésnek az utasításkészlet és a folyamatvezérlő tervezése. Ennek a két tényezőnek a kiküszöbölésével az egyedi folyamatfeldolgozó elemek tervezése lényegesen könnyebb.

Továbbá a NISC adatút feldolgozók alkalmazásával is lehetséges automatikusan legenerálni az adott alkalmazást. Ezáltal a tervezők produktivitása jelentősen megnő.

Mivel a NISC adatutak nagyon hatékonyak és automatikusan generálhatók, a NISC technológia hasonló a magas szintű szintézishez vagy a C-ből HDL szintézis megközelítésekhez. Sőt ennek az architektúra stílusnak az a képessége, hogy áthidalja a két technológia közti szakadékot. (Egyedi processzortervezés és a HLS.)

Története

A múltban a mikroprocesszor tervező technológia a komplex utasításkészletű számítógéptől (CISC) a csökkentett utasításkészletű számítógépig (RISC) fejlődött. A számítógépipar korai napjaiban a fordító technológia nem létezett és a programozás assembly nyelven történt. A könnyebb programozáshoz a számítógép tervezők létrehozták az összetett utasításokat, amelyek a magas szintű programozási nyelvek, magas szintű funkciók közvetlen megjelenései voltak. A másik kényszerítő erő, amely ösztönözte az összetett utasítások kifejlesztését, a nagy memória blokkok hiánya volt.

A fordító és memória technológia fejlődésének köszönhetően, be tudták vezetni a RISC architektúrát. A RISC architektúráknak szükségük volt nagyobb utasítás memóriára, hogy a fordítók képesek legyenek lefordítani a magas szintű nyelvet RISC assembly kódra. A fordító technológia előrehaladását és a memória technológia vezetését veszélyeztették a nagyon hosszú utasításszó (VLIW) feldolgozók, ahol a fordítók ellenőrizték az utasítások ütemezését és az adatkezelési veszélyeket.

A VLIW processzorok utódja a NISC lett. Az adatút műveletekben a NISC fordító végzi a vízszintes és függőleges ellenőrzést, ezért a hardver sokkal egyszerűbb, azonban a vezérlő memória mérete sokkal nagyobb, mint az előző generációkban. Ezt alacsony rezsijű tömörítési technikákkal tudják orvosolni.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a No instruction set computing című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

• Chapter 2. Designing Embedded Processors: A Low Power Perspective: By: Jeorg Henkel, Sri Parameswaran. (Hozzáférés: 2007. június 22.)
• NISC Toolset (a C-to-Verilog and custom processor design tool) in CECS UC, Irvine

Kapcsolódó szócikkek

• Complex Instruction Set Computing
• Reduced Instruction Set Computing
• C to HDL