Кхалфауі Неджіб. Методи синтезу швидкодіючих схем мікропрограмних автоматів

Краткое описание

Кхалфауі Неджіб. Методи синтезу швидкодіючих схем мікропрограмних автоматів : Дис... канд. наук: 05.13.05 2009

Кхалфауі Неджіб.Методи синтезу швидкодіючих схем мікропрограмних автоматів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 Комп’ютерні системи та компоненти. ДВНЗ «Донецький національний технічний університет», Донецьк, 2008.
На основі теоретичних і експериментальних досліджень у роботі запропоновані нові структури композиційних мікропрограмних пристроїв керування без поділу кодів. Показано, що для оптимізації швидкодії у схемах пристроїв керування може бути використаний метод кешування сигналів. У роботі даний метод застосовується для зниження середнього часу доступу до блоків структур пристроїв керування, реалізованим у базисі ПЗП або ППЗП.
Розроблено нові структури композиційних мікропрограмних пристроїв керування без поділу кодів з кешуванням сигналів, що володіють більш високою швидкодією в порівнянні з раніше відомими структурами. Запропоновано метод визначення середньої тривалості такту роботи розроблених структур без поділу кодів з кешуванням, застосування якого дозволяє виконати аналіз структур пристроїв керування з довільним розміщенням декількох модулів кеш-пам'яті.
Розроблено програмні моделі запропонованих структур, що використовують у якості засобів моделювання мову опису апаратури VHDL і мову програмування C++.
Проведено дослідження розроблених структур з метою визначення області їх ефективного застосування. Для дослідження ефективності структур використані часові характеристики блоків структур, а також значення ймовірностей кеш-влучень. Запропоновані в роботі структури композиційних мікропрограмних пристроїв керування без поділу кодів з кешуванням сигналів з погляду швидкодії виявилися в середньому в 2,5 рази ефективніше аналогічних структур-прототипів без кеш-пам'яті.
Отримано залежності апаратурних витрат у модулі кеш-пам'яті від параметрів модуля. Дані залежності описані аналітичними виразами, які можуть бути використані проектувальниками апаратури для оцінки можливостей використання розроблених структур з кеш-пам'яттю при проектуванні обчислювальних систем.

В дисертаційній роботі дане рішення актуальної наукової задачі, важливої для промисловості засобів цифрової автоматики і обчислювальної техніки, що полягає в розробці структур і методів оцінки ефективності мікропрограмних автоматів з кешуванням сигналів, орієнтованих на збільшення середньої швидкодії.
У процесі досліджень отримані наступні наукові результати:
1. Розроблено структури композиційних мікропрограмних пристроїв керування, що використовують принцип кешування сигналів і мають більш високу швидкодію у порівнянні з раніше відомими структурами.
2. Розроблено метод визначення швидкодії структур КМПК без поділу кодів з довільним включенням кеш-пам'яті, який дозволив отримати аналітичні вирази для визначення середньої тривалості такту роботи розроблених структур КМПК без поділу кодів з кешуванням сигналів.
3. Побудовано моделі розроблених структур КМПК без поділу кодів з кеш-пам'яттю, що використовують у якості засобу опису мову VHDL.
4. Виконано дослідження розроблених структур і визначено область їх ефективного застосування при побудові цифрових обчислювальних систем.
Основні результати дисертаційної роботи представлені в наступних публікаціях:
1. Кхалфауи Неджиб. Использование кэш-памяти в микропрограммных управляющих автоматах / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Труды Одесского политехнического университета. Одесса, 2005. Вып. 2(26). С. 94-96.
2. Кхалфауи Неджиб. Моделирование кэш-памяти микрокоманд с прямым отображением данных / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Искусственный интеллект. 2007. №2. С. 6-13.
3. Кхалфауи Неджиб. Метод анализа структур микропрограммных автоматов с произвольным включением кэш-памяти / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Збірник наукових праць ДонНТУ. Серія «Інформатика, кібернетика і обчислювальна техніка». Випуск 8 (120) Донецьк: ДонНТУ, 2007. С. 22-31.
4. Кхалфауи Неджиб. Исследование аппаратурных характеристик кэш-памяти микрокоманд с прямым отображением данных / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Радиотехника и информатика. 2007. №3. С. 59-62.
5. Кхалфауи Неджиб. Оптимизация композиционных микропрограммных устройств управления без разделения кодов / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Труды Седьмой Международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». Одесса: ОНПУ, 22-26 мая 2006 г. Т.1. С. 181.
6. Кхалфауи Неджиб. Анализ структур микропрограммных управляющих автоматов с кэш-памятью / А.А. Баркалов, Р.М. Бабаков, Кхалфауи Неджиб // Системи та засоби штучного інтелекту. Тези доповідей Першої Міжнародної наукової молодіжної школи. Донецьк, ІПШІ «Наука і освіта». 2007. С. 25-29.
У роботах, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: [1] загальний підхід до аналізу структур пристроїв керування з кеш-пам'яттю, заснований на представленні структури у вигляді імовірнісних сигнальних підграфів; [2] структурна організація і VHDL-модель модуля кеш-пам'яті з прямим відображенням даних; [3] метод визначення середньої тривалості такту роботи пристрою керування з довільним включенням кеш-пам'яті; [4] графічні й аналітичні залежності апаратурних витрат від параметрів модуля кеш-пам'яті; [5] метод збільшення швидкодії композиційних мікропрограмних пристроїв керування без поділу кодів; [6] особливості організації структур пристроїв керування з кеш-пам'яттю.