145
10-MA’RUZA. SIGNALLARNI QAYTA ISHLASH TIZIMLARINING
HISOBLASH SAMARADORLIGINI OSHIRISH
10.1. Signal protsessorlarning hisoblash tezkorligini oshirish usullari
Real vaqt tizimlarida kirishdagi o‘zgaruvchilarning
katta oqimiga ishlov
berishda ishlov berish tezligi joriy natijalarning qiymatlarini ular qabul qilinishi
bilan darhol xosil bo‘lishini ta’minlashi kerak. Bunday tizimlarda ichki
manzillashtirilgan xotira uncha katta xajmga ega bo‘lmaydi, ma’lumotlarni
hisoblash tezligiga va tezkor xotira va AMQ orasidagi ma’lumotlar almashuvining
tezligiga katta ahamiyat beriladi. Bu muammoni hal qilish uchun protsessorlarning
garvard arxitekturasi qo‘llanilgan [25].
Protsessor va xotira o‘rtasidagi o‘zaro munosabatlarning an’anaviy
arxitekturasida ma’lumotlar va ko‘rsatmalar umumiy xotirada saqlanadi (10.1,
a
-
rasm).
10.1-rasm. "Protsessor-xotira" o‘zaro aloqa arxitekturalari
Garvard arxitekturasida
protsessorning ichki
tezkor xotirasi alohida
buyruqlar xotirasiga va alohida ma’lumotlar xotirasiga bo‘lingan, mos ravishda
Xotira (ma'lumotlar
va buyruqlar)
Protsessor
МSh
MLsh
BSH
а. An’anaviy fon-Nеyman arxitеkturasi
Xotira (ma'lumotlar
va buyruqlar)
Xotira (faqat
ma'lumotlar)
Protsessor
b. Garvard arxitеkturasi
v.
Zamonaviy SP arxitеkturasi
Protsеssor
Xotira (ma'lumotlar
va buyruqlar)
Xotira (faqat
ma'lumotlar)
146
axborotdan foydalanish vositalari bilan (10.1,
b
-rasm). Bunday usul buyruqlar va
ma’lumotlarni parallel ravishda tanlash imkoniyatini yaratdi. Bunda buyruqlar va
ma’lumotlar bir vaqtda bajaruvchi qurilmalarga yuklanadi. Buyruqlarni tanlash
taktlari va ma’lumotlarni tanlash taktlari bir vaqtda bajariladi. Garvard
arxitekturasining takomillashtirilgan variantida alohida buyruqlar uchun va alohida
ma’lumotlar
uchun shinalar kiritilgan, yuqoriroq tanlash tezligi ta’minlangan.
Garvard
arxitekturasining
takomillashtirilgan
keyingi
modifikatsiyalarida
operandlar nafaqat ma’lumotlar xotirasida, balki buyruqlar xotirasida ham dasturlar
bilan birgalikda saqlanishi mumkin. Masalan, raqamli filtrlarni amalga oshirishda
filtr koeffitsiyentlari dasturlar xotirasida saqlanishi mumkin, kirishdagi
signallarning qiymatlari esa ma’lumotlar xotirasida saqlanishi mumkin (10.1,
v
-
rasm). Koeffitsiyent va ma’lumotlar bitta mashina siklida tanlanishi mumkin.
Ko‘pchilik universal protsessorlarining asosiy kamchiligi (masalan, shaxsiy
kompyuterlarning protsessorlari)
shundan iboratki, har bir vaqt soniyasida
funksional bloklarning cheklangan soni ishlaydi, boshqa bloklar esa kutish
jarayonida
bo‘ladi. Agarda bajariladigan
buyruqlarning har bittasini
soddalashtirilgan ko‘rinishda ifodalasak, unda bitta buyruqning amalga
oshirilishining quyidagi uchta bosqichlarini ko‘rsatishimiz mumkin:
−
xotiradan buyruqni tanlash;
−
buyruqni koddan yechish;
−
buyruqni bajarish (operandlarni o‘qish, bajarish, natijani yozish).
Umumiy xotira blokiga ega bo‘lgan universal protsessorlarda barcha
buyruqlar ketma-ket ravishda bajariladi (10.2-rasm).
Garvard arxitekturasidan foydalanilganda buyruqlar
va operandlar har xil
shinalardan bir vaqtni o‘zida baravariga o‘qilishi mumkin. Bu vaziyatda bitta
buyruqda “koddan yechish” bosqichi keyingi buyruqning “tanlash” bosqichi bilan
vaqt bo‘yicha mos kelishi mumkin (10.3-rasm). Bu holat xotira bog‘lamalarini,
AMQ, boshqarish bog‘lamalarini va almashuv kanallarini baravariga ishlash
imkoniyatini yaratadi. Shu kabi bir necha amallarning bajarilish jarayonida mos
kelishi konveyyor ravishda ishlov berish deb ataladi.
147
10.2-rasm. Umumiy xotira va bitta almashinuv shinali arxitekturada
buyruqni amalga oshirish.
10.3-rasm. Ajratilgan shina va xotirada
buyruqni birga olib borish
Konveyyor ravishda ishlov berishda buyruqni bajarish jarayoni bir necha
bosqichlarga bo‘linadi. Bosqichlarning ketma-ket bog‘lanishi va ularning vaqt
bo‘yicha mos kelishi konveyyor ravishda ishlov berish deb ataladi (10.4-rasm).
Tanlash
Тanlash
Dekodlas
h
Dekodlas
h
Bajarish
Bajarish
1-buyruq
Тanlash
Dekodlas
h
Bajaris
h
2-buyruq
3-buyruq
Тanlash Dekod-
lash
Bajaris
h
Tanlash Dekod-
lash
Bajarish
Tanlash Dekod-
lash
Bajarish
1-sikl
2-sikl
3-sikl
….
….
N-sikl
Tanlash
Dekodlash
Bajarish
i + 1
i + 2
i + 2
i + 2
i + 1
i + 1
i
i
i
i - 1
i - 1
i - 2
i + 3
i + 3
i + 3
i + 4
i + 4
i + 5
148
10.4-rasm. Uch pog‘onali konveyerli ishlov berish
10.4-rasmda ko‘rsatilganidek, har bitta buyruq uchta bosqichga bo‘lingan, har
bir bosqich bitta mashina siklini ifodalaydi. Ko‘pshinali arxitektura va bo‘lingan
xotira hisobidan bir bosqich davomida baravariga uchta buyruq aktiv bo‘lishi
mumkin. Bu buyruqlar bajarilishning har xil bosqichlarida mavjud bo‘lishlari
mumkin. “1 sikl”
vaqt oniyasida
Do'stlaringiz bilan baham: 
