7、计算架构的解决方案空间与VLSI架构设计

计算架构的解决方案空间与VLSI架构设计

1. 架构解决方案空间

在计算架构领域，通用处理器上的程序执行和针对特定计算流程优化的硬连线电路是两种极端架构。不过，在这两者之间存在许多有用的折衷方案。

1.1 可重构计算的优势与示例

可重构计算的一个重要优势是，即使系统部署后，也能将信息处理硬件升级到新的标准和/或操作模式。例如，实时转码视频流是可重构计算的一个很好应用场景，因为存在多种视频格式，如DV、AVI、MPEG - 2、DivX和H.264。对于每种转换方案，会准备一个配置文件并存储在本地内存中，根据需要将其传输到可重构协处理器。如果出现系统开发时未知或不受欢迎的视频格式，可从远程存储库获取额外的配置文件，就像通过互联网下载软件插件一样。

1.2 可扩展指令集处理器

可扩展指令集处理器由Stretch Inc.开创，结合了专用指令集处理器（ASIP）设计和可重构计算的思想。其一般架构包括程序控制处理器和电可重构逻辑。关键创新在于一套专有的电子设计自动化（EDA）工具，使系统开发人员可以像为常规通用处理器编写应用程序一样，用C或C++编写程序。这些工具首先对软件代码进行分析，识别多次执行的指令序列，然后将可重构逻辑合成为专用的大规模并行计算网络，理想情况下能在一个时钟周期内完成。最后，机器代码中原始指令序列的每次出现都被一个简单的函数调用取代，该函数调用激活定制的数据路径逻辑。

1.3 平台集成电路（DSPP）

工程和掩膜集成本的爆炸式增长，使得定制硅芯片经济可行所需的最低销售量不断提高，因此需要一种灵活的平台，能用单一设计覆盖一系列应用。平台集成电路（DSPP）就是这样一种新概念，它