УДК 004.31
МОДУЛЬ АССОЦИАТИВНОГО СОПРОЦЕССОРА НА БАЗЕ ПЛИС ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
А. И. Мартышкин, доцент кафедры ВМиС ПензГТУ, к.т.н.; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Рассматривается возможность реализации модуля ассоциативного сопроцессора на современной элементной базе для специализированных вычислительных систем. Целью статьи является разработка и исследование модуля ассоциативного сопроцессора на базе ПЛИС для специализированных вычислительных, например, многопроцессорных систем, выполняющего ассоциативные функции и функции хранения данных. Объектом разработки и исследования данной статьи является ассоциативный сопроцессор на базе ПЛИС. Операция поиска широко используется в программах разного назначения как пользовательских, так и системных. Однако эта операция является одной из наиболее трудоемких и требует больших затрат времени при реализации традиционным способом, когда искомые данные последовательно читаются из оперативной памяти машины в процессор, где над ними выполняют соответствующую операцию. В статье предлагается ассоциативный сопроцессор, подключаемый к шине PCI вычислительной системы, обеспечивающий операции поиска и сравнения на «больше – меньше» одновременно по 32-м словам, загруженным предварительно в ассоциативную память. В заключении сделаны соответствующие выводы по работе. Применение языка VHDL как универсального средства описания аппаратуры интегральных схем обеспечивает гибкость проекта и легкость при отладке функционирования устройства. Моделирование работы ассоциативного сопроцессора проводилось в САПР Web pack ISE фирмы Xilinx. Это позволяет производить оценку правильности работы аппаратного сопроцессора в составе вычислительных систем без построения реальных макетов. Эффективность внедрения разработанного модуля обеспечивается за счет того, что сопроцессор выполняет трудоемкие операции поиска и сравнения данных, тем самым разгружает центральный процессор и увеличивает производительность вычислительной системы в целом. Результаты, полученные в статье, могут найти применение в поисковых системах различного назначения: серверах баз данных, в поисковых машинах, применяемых на вокзалах, аэропортах, а также для быстрой реализации задач поиска операционных систем.
Ключевые слова: модуль, ассоциативная память, адресация, сопроцессор, вычислительная система, ячейка памяти, фиксация реакций, анализатор многократного совпадения, адресация памяти, шинный интерфейс, аппаратная реализация, приоритетный анализатор, цикл записи, цикл чтения.