(digital signal processor o DSP). Un DSP es un
microprocesador diseñado específicamente para el procesamiento digital de señales, por lo general en
computación en
tiempo real.
Características de los procesadores digitales de señal
* Diseñados para el procesamiento en tiempo real.
* Óptima performance en
streaming data.
* Memoria de datos y programas separados (
arquitectura Harvard).
* Instrucciones especiales para operaciones SIMD (Single Instruction, Multiple Data).
* No soporta hardware para multitarea.
* Habilidad de actuar como un dispositivo de acceso directo a memoria si está en un entorno anfitrión.
* Procesan señales digitales convertidas (empelando un
ADC) desde señales analógicas. La salida es luego reconvertida a forma analógica empleando un
DAC.
Tecnologías empleadas en CPUs |
• Arquitectura
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• Harvard (Modified Harvard)
• von Neumann
• Dataflow
• TTA |
• Conjunto de instrucciones
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• ASIP
• CISC
• EDGE
• EPIC
• MISC
• MIPS
• NISC
• OISC
• RISC
• TRIPS
• VLIW
• ZISC |
• Tamaño de palabra (word)
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• 1 bit • 4 bit • 8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit
• 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit • 128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable |
• Ejecución (ciclo de instrucción)
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• Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding
• Ejecución fuera de orden (out-of-order): Renombre de registros
• Ejecución especulativa: predictor de saltos (branch predictor), predicción de dependencia de memoria
• Riesgo (Hazards) |
• Computación paralela
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• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra
• Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar
• Paralelismo de Datos: vector
• Paralelismo a nivel de Memoria (MLP)
• Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread) |
• Multihilo
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• Temporal multithreading
• Simultaneous multithreading: HyperThreading |
• Taxonomía de Flynn
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• SISD
• SIMD
• MISD
• MIMD (SPMD)
• Modos de direccionamiento (addressing mode) |
• Tipos
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• Procesador digital de señales (DSP)
• GPGPU
• Microcontrolador
• Unidad de procesamiento físico (PPU)
• System on a chip (SoC)
• Celular (cellular architecture) |
• Componentes
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• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU)
• Unidad aritmético lógica (UAL o ALU)
• Barrel shifter
• Unidad de coma flotante (floating-point unit o FPU)
• Bus trasero (back-side bus): multiplexor, demultiplexor
• Registros
• Unidad de gestión de memoria (MMU)
• Translation lookaside buffer (TLB)
• Caché de CPU
• Archivo de registro (register file)
• Microcódigo
• Unidad de Control (CU)
• Frecuencia de reloj (clock rate)
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• Gestión de energía
|
• APM
• ACPI
• Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling)
• Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling)
• Gating de reloj (clock gating) |
• Seguridad por hardware de CPU
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• NX bit
• Restricción de hardware (firmware)
• Trusted Execution Technology (Intel TXT)
• Critoprocesador seguro (Secure cryptoprocessor)
• Módulo de seguridad de hardware (HSM)
• Hengzhi chip |
