УДК 004.27
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЯ С КОНВЕЙЕРНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ
Д. В. Люлява, старший преподаватель, аспирант РТУ МИРЭА;
orcid.org/0009-0009-9623-7777, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Рассматривается задача поиска оптимального физического представления для специализированного вычислителя с конвейерной архитектурой. Целью работы является исследование влияния топологии размещения стадий конвейера специализированного вычислителя на выходные характеристики конечного решения. При проектировании вычислительных устройств определяются требуемые выходные значения для целевых показателей конечного решения. Рассмотрение всех возможных вариантов размещений схемы устройства на кристалле аппаратной платформы требует внушительных временных затрат, как правило, не сопоставимых с установленными сроками проектирования, соответственно оптимизация вычислительного устройства производится в дискретном пространстве параметров с указанием приоритетных критериев. Соответствие модели решения требуемым характеристикам может быть оценено предварительно, на этапе построения логического представления. Однако основной проблемой выступает существенное расхождение предварительной и реальной оценок характеристик устройства в силу наличия топологических особенностей его физического представления. В статье предложена методика оптимизации физического представления специализированного вычислителя с конвейерной архитектурой, в основе которой лежит гипотеза о необходимости близкого расположения стадий конвейера при наличии заданной зоны перекрытия областей. В подтверждение эффективности применения методики в статье приводится апробация сформулированных подходов для специализированных вычислителей конвейерного типа, реализующих алгоритмы блочного шифрования «Магма» и «Кузнечик», а также алгоритм вычисления трансцендентных функций CORDIC. Приведены результаты размещения и трассировки схем соответствующих вычислителей на аппаратной платформе ПЛИС. Предложены критерии качества для оценки оптимальности полученных решений на основе центральных моментов генеральной совокупности.
Ключевые слова: ПЛИС, специализированный вычислитель, конвейер, архитектура, физическое представление, топология, размещение, трассировка, оптимизация.