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Ruta de datos

Una ruta de datos es un conjunto de unidades funcionales como unidades aritmético-lógicas (ALU) o multiplicadores que realizan operaciones de procesamiento de datos, registros y...

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Una ruta de datos es un conjunto de unidades funcionales como unidades aritmético-lógicas (ALU) o multiplicadores que realizan operaciones de procesamiento de datos, registros y buses . [ 1 ] Junto con la unidad de control , compone la unidad central de procesamiento (CPU). [ 1 ] Se puede crear una ruta de datos más grande uniendo múltiples rutas de datos mediante multiplexores .

Una ruta de datos es la ALU, el conjunto de registros y el/los bus(s) interno(s) de la CPU que permiten que los datos fluyan entre ellos. [ 2 ]

Una ruta de datos de microarquitectura organizada en torno a un único bus.

El diseño más simple para una CPU utiliza un bus interno común. La suma eficiente requiere una estructura de tres buses internos ligeramente más compleja. [ 3 ] Muchas CPU relativamente simples tienen un archivo de registros de 2 lecturas y 1 escritura conectado a las 2 entradas y 1 salida de la ALU.

A finales de la década de 1990, se observó una creciente investigación en el área de las rutas de datos reconfigurables —rutas de datos que pueden reutilizarse en tiempo de ejecución mediante una estructura programable— , ya ​​que estos diseños pueden permitir un procesamiento más eficiente y un ahorro de energía sustancial. [ 4 ]

Máquina de estados finitos con ruta de datos

Una máquina de estados finitos con ruta de datos ( FSMD ) es una abstracción matemática que combina una máquina de estados finitos , que controla el flujo del programa , con una ruta de datos. Puede utilizarse para diseñar lógica digital o programas informáticos . [ 5 ] [ 6 ]

Los diagramas de estados de funciones (FSMD) son esencialmente programas secuenciales en los que las instrucciones se organizan en estados, lo que da como resultado diagramas de estados más complejos. En este caso, un programa se convierte en un diagrama de estados complejo en el que los estados y los arcos pueden incluir expresiones aritméticas , y dichas expresiones pueden utilizar entradas y salidas externas, así como variables. El nivel de abstracción de los FSMD se suele denominar nivel de transferencia de registros .

Las máquinas de estados finitos (FSM) no utilizan variables ni operaciones/condiciones aritméticas, por lo que las matrices de estados finitos (FSMD) son más potentes que las FSM. Una FSMD es equivalente a una máquina de Turing en cuanto a expresividad.

Referencias

  1. 1 2 Null, Linda; Lobur, Julia (2006). Fundamentos de organización y arquitectura de computadoras . Jones & Bartlett Learning. pág.  2016. ISBN 978-0-7637-3769-6Todos los ordenadores tienen una CPU que se puede dividir en dos partes. La primera es la ruta de datos, que es una red de unidades de almacenamiento (registros) y unidades aritméticas y lógicas... conectadas por buses... donde la temporización está controlada por relojes.
  2. ↑ Edward Bosworth. "Introducción a la arquitectura de computadoras" .
  3. ↑ Edward Bosworth. "Estructura del bus de la CPU" .
  4. ↑ JR Hauser y J. Wawrzynek, Garp: un procesador MIPS con un coprocesador reconfigurable , FCCM'97, 1997, págs. 12-21. Archivado el 22 de septiembre de 2017 en Wayback Machine.
  5. ↑ Zhu, Jianwen; Gajski, Daniel D. (1999-03-01). "Un modelo formal unificado de ISA y FSMD". Actas del séptimo taller internacional sobre codiseño de hardware/software - CODES '99 . Nueva York, NY, EE. UU.: Association for Computing Machinery. págs. 121–125 . doi : 10.1145/301177.301504 . ISBN  978-1-58113-132-1. S2CID 5426988 . 
  6. ↑ Hsu, YC; Liu, TY; Tsai, FS; Lin, SZ; Yu, C. (5 de diciembre de 1994). "Diseño digital del concepto al prototipo en horas" . Actas de APCCAS'94 - Conferencia Asia Pacífico de 1994 sobre Circuitos y Sistemas . págs. 175–181 . doi : 10.1109/APCCAS.1994.514545 . ISBN  0-7803-2440-4. S2CID 61056791 .