_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Курсовые > Анализ операций умножения и деления в конкретной модели АЛУ

Анализ операций умножения и деления в конкретной модели АЛУ

Страница: 3/3

Сравнительный анализ выполнения арифметических команд в различных типах процессоров

Закончив рассмотрение АЛУ DSP, попробуем сравнить его производительность по арифметическим операциям, например, с i486DX - достаточно мощным универсальным процессором. Начнем с того, что в АЛУ цифрового сигнального процессора любая инструкция исполняется за один цикл, вместо нескольких циклов во втором процессоре. Работает такой процессор на частоте до 33.3 Мгц ( при этом i486DX работает на частоте 50 Мгц, а улучшенные версии на частотах до 133 Мгц ). Операции с плавающей точкой имеют 40 разрядные операнды, вместо 80 разрядных в FPU i486DX. Остальные параметры ( конвейеризация, архитектурные решения ) практически идентичны. Для примера ниже дана таблица, отображающая время исполнения программы “быстрого преобразования Фурье” на 1024 точки для процессоров i486DX2-66  и ADSP-21xx

Операция Время выполнения
  i486DX2-66 ADSP-21xx  
БПФ на 1024 точки 20 ms 2.23 ms  
Получаются довольно странные результаты. У более мощного процессора время выполнения в 10 раз больше, чем у менее мощного. Из-за чего так происходит ? Прежде всего надо отметить, что аппаратно реализованное умножение в DSP дает основной выигрыш в скорости. Во-вторых, DSP менее универсален, по сравнению с i486, поэтому арифметические операции у него оптимизированы для работы в реальном времени, то есть скорость их выше. Конечно скорость достаточно сильно зависит от алгоритмов умножения, деления и сложения. Ведь какой бы ни была скорость процессора плохо оптимизированный алгоритм будет приводит к лишним схемным решениям, потере времени на выполнение лишних микрокоманд и, как следствие, ухудшение параметров процессора. В некоторых процессорах ( уже практически отсутствующих на рынке, например i8080 или его  преемник Zilog Z80  ) команд умножения и деления нет. В этом случае данные арифметические операции реализовывались программно, через сложение и сдвиги. Соответственно производительность при вычислениях падала  в несколько раз.

На сегодняшний день производительность процессоров при выполнении арифметических операций является довольно значительным параметром. Сегодняшний компьютер невозможно представить без средств мультимедиа , а мультимедиа - это огромные объемы оцифрованной графики и звука, причем сжимаемые и разжимаемые в реальном времени ( форматы MPEG, GSM  ). Конечно многие из обязанностей центрального процессора берут на себя контроллеры ввода-вывода ( звуковая и видеокарты ), но чаще всего в них нет встроенной поддержки кодирования и декодирования информации. Еще пример: сейчас используются базы данных с максимальным размером около 4 Тб. Соответственно, такие объемы информации требуют значительных вычислительных возможностей для ускорения поиска и обращения к записям.

Таким образом получается, что тщательно продуманные реализации алгоритмов арифметических операций и схемных решений ведут к  увеличению быстродействия центрального процессора и, как следствие, получению более широких возможностей работы с информацией.

Список литературы

1.Справочник по цифровой вычислительной технике ( процессоры и память ), ”Технiка”,1979

2.Цифровые сигнальные процессоры, “Микроарт“, 1996

3.Григорьев “Микропроцессор i486“,1993

4.СD-ROM “Intel на Comtek’98” ( образ российского веб-сайта Intel )

5.CD-ROM “Intel Architecture Information Library”

6.Лекции по курсу “Вычислительные машины и сети”

Введение...............................................................................................................................................................

Типы микропроцессоров......................................................................................................................

Обобщенная структурная схема персонального компьютера..............................

Арифметико-логическое устройство.........................................................................................

Общие сведения, функции и классификация.........................................................................................

Алгоритмы сложения (вычитания) и умножения в АЛУ................................................................

Цифровые сигнальные процессоры..........................................................................................

Алгоритм выполнения сложения и деления в арифметико-логическом устройстве, на примере цифрового сигнального процессора семейства ADSP-21xx...................................

Арифметика и типы данных...........................................................................................................

Строки битов............................................................................................................................................

Числа без знака..........................................................................................................................................

Числа со знаком в форме дополнения до двух...................................................................................

Дробь 1.15....................................................................................................................................................

Арифметические операции АЛУ...........................................................................................................

Арифметика МАС.....................................................................................................................................

Арифметика устройства сдвига.........................................................................................................

АЛУ.....................................................................................................................................................................

Структура АЛУ.........................................................................................................................................

Стандартные функции............................................................................................................................

Режим “насыщения” и “защелки”.......................................................................................................

Деление.........................................................................................................................................................

МАС (умножитель/аккумулятор)................................................................................................

Блок-схема МАС.........................................................................................................................................

Операции МАС...........................................................................................................................................

Переполнение, насыщение и окружение в МAС................................................................................

Сравнительный анализ выполнения арифметических команд в различных типах процессоров   

Список литературы..................................................................................................................................

 



Copyright © Radioland. Все права защищены.
Дата публикации: 2004-09-01 (238 Прочтено)