Xputer

El Xputer es un diseño de computadora reconfigurable , propuesto por el científico informático Reiner Hartenstein. Hartenstein utiliza varios términos para describir las diversas innovaciones del diseño, incluyendo config-ware, flow-ware, morph-ware y "antimáquina".

El Xputer representa un alejamiento de la arquitectura tradicional de computadoras von Neumann , hacia una arquitectura de " unidad aritmético-lógica (ALU) suave" de grano grueso . ^{[ 1 ]} El paralelismo se logra mediante elementos configurables conocidos como matrices de ruta de datos reconfigurables (rDPA), organizadas en una matriz bidimensional de ALU similar al KressArray . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

La arquitectura Xputer se basa en el flujo de datos y es la contraparte de la arquitectura informática von Neumann, basada en instrucciones .

La arquitectura Xputer fue una de las primeras arquitecturas reconfigurables de grano grueso, ^{[ 2 ]} y consiste en una matriz de ruta de datos reconfigurable (rDPA) organizada como una matriz bidimensional de ALU (rDPU). ^{[ 2 ]} El ancho del bus entre las ALU era de 32 bits en la primera versión de Xputer. ^{[ 2 ]}

Las ALU (también conocidas como rDPU) se utilizan para calcular una única operación matemática, como suma, resta o multiplicación, y también pueden utilizarse exclusivamente para enrutamiento. ^{[ 2 ]}

Las ALU están conectadas en malla a través de tres tipos de conexiones, y el flujo de datos a través de estas conexiones es gestionado por una unidad de generación de direcciones. ^{[ 2 ]}

• Vecino más cercano (conexiones entre ALU vecinas)
• autobuses traseros de fila/columna
• Bus global (un único bus global para la interconexión entre distintas ALU)

Los programas para el Xputer están escritos en lenguaje C y compilados para su uso en el Xputer mediante el compilador CoDeX escrito por el autor. ^{[ 2 ]} El compilador CoDeX asigna las partes adecuadas del programa C a la estructura rDPA del Xputer. ^{[ 2 ]} El resto del programa se ejecuta en el sistema anfitrión, como un ordenador personal .

Una matriz de ruta de datos reconfigurable (rDPA, por sus siglas en inglés) es un dispositivo semiconductor que contiene unidades de ruta de datos reconfigurables e interconexiones programables, propuesto por primera vez por Rainer Kress en 1993, en la Universidad de Kaiserslautern .

En lugar de que las FPGA ( matrices de puertas programables en campo ) tengan bloques lógicos configurables (CLB) de un solo bit, las rDPA tienen unidades de ruta de datos reconfigurables (rDPU) de varios bits de ancho (por ejemplo, un ancho de ruta de 32 bits).

Cada rDPU se puede configurar para realizar una función individual. Estas rDPU y sus interconexiones pueden ser programadas después del proceso de fabricación por el cliente/diseñador (de ahí el término "reconfigurable") para que el rDPA pueda realizar cualquier cálculo complejo que se requiera. Dado que las rDPU tienen múltiples bits de ancho (por ejemplo, 32 bits), hablamos de reconfigurabilidad de grano grueso, en contraste con los FPGA con bloques lógicos configurables de un solo bit de ancho, denominados reconfigurables de grano fino.

Los rDPA se programan estructuralmente a partir de código fuente de "configuración" , compilado en redes de tuberías para ser mapeado en el rDPA. Los rDPA no se rigen por flujo de instrucciones y no tienen búsqueda de instrucciones en tiempo de ejecución. Las rDPU no tienen un contador de programa. ^{[ 4 ]}