📄Работа №193240
Тема: Разработка модели ассоциативного решающего поля на программируемых логических структурах
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
53 листов
Год:
2018
Просмотров:
49
4530
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ 7
1.1 Актуальность задачи 7
1.2 Цель выпускной квалификационной работы 7
1.4 Анализ предметной области 8
2 ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЦЕССОРОВ 11
2.1 Общие сведения 11
2.2 Тепловыделение 11
2.3 Оптимизация конвейера 12
2.4 Уменьшение техпроцесса 13
3 СТРУКТУРА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АРП 14
3.1 Принцип действия 14
3.2 Структура матрицы 16
3.3 Операции в АРП 17
4 ПЛИС 23
4.1 Общие сведения о ПЛИС 23
4.2 FPGA на базе MRAM 25
4.3 Выбор FPGA для реализации 30
4.4 Реализация АРП на FPGA 33
5 ОБЗОР ЭЛЕМЕНТОВ МРП 36
5.1 Общие сведения о МРП 36
5.2 МРП для реализации АП 40
5.3 Реализация АП на базе МРП 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 50
1 АНАЛИЗ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ 7
1.1 Актуальность задачи 7
1.2 Цель выпускной квалификационной работы 7
1.4 Анализ предметной области 8
2 ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЦЕССОРОВ 11
2.1 Общие сведения 11
2.2 Тепловыделение 11
2.3 Оптимизация конвейера 12
2.4 Уменьшение техпроцесса 13
3 СТРУКТУРА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АРП 14
3.1 Принцип действия 14
3.2 Структура матрицы 16
3.3 Операции в АРП 17
4 ПЛИС 23
4.1 Общие сведения о ПЛИС 23
4.2 FPGA на базе MRAM 25
4.3 Выбор FPGA для реализации 30
4.4 Реализация АРП на FPGA 33
5 ОБЗОР ЭЛЕМЕНТОВ МРП 36
5.1 Общие сведения о МРП 36
5.2 МРП для реализации АП 40
5.3 Реализация АП на базе МРП 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 50
📖 Аннотация
Работа посвящена разработке модели ассоциативного решающего поля на программируемых логических структурах. Актуальность исследования обусловлена исчерпанием потенциала традиционных конвейерных архитектур фон-неймановского типа, что связано с фундаментальными физическими ограничениями при уменьшении технологических норм, и необходимостью поиска альтернативных принципов организации вычислений для повышения производительности. В ходе исследования был проведен анализ проблем современных вычислительных систем, детально изучены структура, принцип действия и операции ассоциативных решающих полей. Методология включала сравнительный анализ элементной базы: были исследованы различные типы ячеек ПЛИС, включая перспективные структуры на базе магниторезистивной памяти, для выбора оптимальной платформы реализации. Конкретным результатом стали разработанные способы аппаратной реализации модели АРП на программируемых логических интегральных схемах. Практическая значимость работы заключается в возможности применения полученных результатов при проектировании специализированных вычислительных ускорителей для задач обработки данных, где эффективна ассоциативная обработка. Теоретической основой послужили труды по цифровой схемотехнике Угрюмова Е.П., по проектированию на ПЛИС Стешенко В.Б. и по языку описания аппаратуры Сергиенко А.М. Таким образом, работа демонстрирует реализуемость энергоэффективных нефон-неймановских архитектур на современной программируемой элементной базе.
📖 Введение
Вычислительные системы основанные на предложенной в 40-х годах прошлого столетия структуре вычислителя фон Неймана и дальнейших его модификациях являются до настоящего времени основными ресурсами в информационных технологиях. В первую очередь это обусловлено тем, что с конца 80-х и далее годов от множества предлагаемых архитектур компьютеров был осуществлен переход к массовому производству компьютеров, использующих 2 основных принципа выполнения вычислений:
• разделение вычислителя и памяти данных,
• реализация на всех уровнях вычислительной структуры конвейерной обработки (конвейеры обработки данных, микропрограмм, команд, пересылок и т.п.).
Это позволило, в конце концов, от множества архитектур, разрабатываемых в 70-х, 80-х годах перейти к конвейерным параллельным вычислительным структурам, как наиболее оптимальным, относительно имеющихся тогда технологий. Со стороны экономической это было весьма оправдано, поскольку, например, стоимость заводов по производству процессоров составляла миллиарды долларов.
В основе многих параллельных систем основным принципом так и осталась конвейеризация, что привело к появлению кластерных архитектур суперкомпьютеров, основанных на применении большого количества многоядерных процессоров. Такие архитектуры используют до 90% современных высокопроизводительных систем.
В тоже время к настоящему времени появилось понимание того, что конвейерные принципы обработки близки к исчерпанию своих возможностей именно в силу уменьшения длительности элементарных информационных преобразований и усиливающихся при этом квантовых и мощностных эффектов.
Вследствие этого в последнее время были разработаны архитектуры процессоров с другими принципами распараллеливания, также базирующиеся на отработанных (в смысле доведения почти до совершенства) ранее технологиях:
• многоядерные процессоры (наследники гипертрейдинга),
• графические процессоры;
• математические процессоры;
• ввода-вывода;
• нейропроцессоры;
• медийные процессоры.
В силу своих особенностей они позволяют повысить производительность вычислений.
• разделение вычислителя и памяти данных,
• реализация на всех уровнях вычислительной структуры конвейерной обработки (конвейеры обработки данных, микропрограмм, команд, пересылок и т.п.).
Это позволило, в конце концов, от множества архитектур, разрабатываемых в 70-х, 80-х годах перейти к конвейерным параллельным вычислительным структурам, как наиболее оптимальным, относительно имеющихся тогда технологий. Со стороны экономической это было весьма оправдано, поскольку, например, стоимость заводов по производству процессоров составляла миллиарды долларов.
В основе многих параллельных систем основным принципом так и осталась конвейеризация, что привело к появлению кластерных архитектур суперкомпьютеров, основанных на применении большого количества многоядерных процессоров. Такие архитектуры используют до 90% современных высокопроизводительных систем.
В тоже время к настоящему времени появилось понимание того, что конвейерные принципы обработки близки к исчерпанию своих возможностей именно в силу уменьшения длительности элементарных информационных преобразований и усиливающихся при этом квантовых и мощностных эффектов.
Вследствие этого в последнее время были разработаны архитектуры процессоров с другими принципами распараллеливания, также базирующиеся на отработанных (в смысле доведения почти до совершенства) ранее технологиях:
• многоядерные процессоры (наследники гипертрейдинга),
• графические процессоры;
• математические процессоры;
• ввода-вывода;
• нейропроцессоры;
• медийные процессоры.
В силу своих особенностей они позволяют повысить производительность вычислений.
✅ Заключение
При разработке выпускной квалификационной работы был проведен анализ проблем современных вычислительных систем. Были выявлены недостатки и предложены способы их исправить.
В результате данной работы были разработаны способы реализации модели ассоциативного решающего поля на программируемых логических структурах.
Был исследован принцип работы АРП, их структура, а так же операции которые можно реализовать.
Были исследованы различные ячейки ПЛИС для реализации решаемой задачи. Также, были изучены ПЛИС на базе МРП.
Были исследованы различные элементы МРП и реализация на данных элементах АП.
В результате данной работы были разработаны способы реализации модели ассоциативного решающего поля на программируемых логических структурах.
Был исследован принцип работы АРП, их структура, а так же операции которые можно реализовать.
Были исследованы различные ячейки ПЛИС для реализации решаемой задачи. Также, были изучены ПЛИС на базе МРП.
Были исследованы различные элементы МРП и реализация на данных элементах АП.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.