วิศวกรสามารถลดขนาดและกำลังไฟฟ้าลงครึ่งหนึ่งได้โดยการลบลอจิกเกตที่ไม่ได้ใช้ในไมโครคอนโทรลเลอร์สากล
ภาพ: iStockPhoto Rakesh Kumar รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ รัฐอิลลินอยส์ กล่าวว่า "โปรเซสเซอร์ได้รับการออกแบบมามากเกินไปสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ข้อเท็จจริงที่เป็นที่รู้จักและจำเป็นคือ: เพื่อให้โปรแกรมมีความสามารถในการตั้งโปรแกรมและความยืดหยุ่น เนื้อหาในโปรเซสเซอร์จึงมีมากขึ้น แอปพลิเคชันมีมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สถานการณ์นี้เป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษซึ่งขับเคลื่อนแพลตฟอร์มการประมวลผลแบบฝังตัวล่าสุด (เช่น อุปกรณ์สวมใส่และเซ็นเซอร์ Internet of Things) พวกเขามักจะเรียกใช้แอปพลิเคชั่นที่ง่ายมาก ไม่มีสิ่งอื่นใด (แม้ว่าจะไม่มีระบบปฏิบัติการ) ซึ่งหมายความว่าวงจรส่วนใหญ่ในชิปไม่เห็นข้อมูลบางอย่างเลย John Sartori ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Minnesota ผู้ช่วยมหาวิทยาลัย (นักศึกษา Kumar) และนักเรียนของพวกเขาตัดสินใจที่จะแก้ปัญหาขยะนี้ การแก้ปัญหาของพวกเขาเริ่มต้นด้วยการออกแบบไมโครคอนโทรลเลอร์สากลสำหรับการวิจัย พวกเขาพบวิธีที่รวดเร็วในการพิจารณาว่าลอจิกเกตใดไม่เคยเข้าร่วมในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องเรียกใช้ จากนั้นจึงลบประตูพิเศษเหล่านี้ ผลที่ได้คือ "ตัวประมวลผลแบบกำหนดเอง" กล่าวโดย Kumar ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นดั้งเดิมที่ลดความซับซ้อน ซับซ้อน และต่ำกว่าซึ่งตั้งใจให้ทำงานเฉพาะแอปพลิเคชันที่ต้องการเท่านั้น ในเดือนมิถุนายน ที่การประชุมวิชาการระดับนานาชาติด้านสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ครั้งที่ 44 ในเมืองโตรอนโต Kumar และ Sartori ได้แนะนำโครงการโปรเซสเซอร์แบบกำหนดเองโดยละเอียด
Kumar กล่าวว่า: "วิธีการของเราคือค้นหาฮาร์ดแวร์ทั้งหมดที่แอปพลิเคชันรับประกันว่าไม่ได้ใช้โดยไม่คำนึงถึงอินพุต ส่วนที่เหลือเป็นชุดหรือ superchard ซึ่งเป็นเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่สามารถใช้ข้อมูลได้ จากนั้นเราลบ No Touching ที่ฮาร์ดแวร์ " พวกเขาเริ่มต้นจากไมโครคอนโทรลเลอร์ MSP430 ทำให้การออกแบบที่กำหนดเองสำหรับการใช้งานแอปพลิเคชัน เช่น การแปลงฟูริเยร์ที่รวดเร็ว ฟังก์ชันสหสัมพันธ์อัตโนมัติ และการกรองการประมาณค่า ลอจิกเกทของการออกแบบเหล่านี้เพียงครึ่งเดียวเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบไมโครคอนโทรลเลอร์ดั้งเดิม ในความเป็นจริง ในการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ทั่วไป 15 รายการที่พวกเขาศึกษา ไม่จำเป็นต้องมีประตูมากกว่า 60% โดยเฉลี่ยแล้ว การออกแบบขนาดชิปจะลดลง 62% และการใช้พลังงานลดลง 50% การประหยัดพลังงานโดยเฉลี่ยสูงถึง 65% โดยใช้การส่งสัญญาณระยะทางที่สั้นกว่า
ซาร์โตรีกล่าวว่า: "มันน่าประหลาดใจจริงๆ คนส่วนใหญ่คิดว่าเกือบทุกอย่างถูกใช้ในตัวประมวลผลขนาดเล็กและเรียบง่าย แต่สำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด มีประตูตรรกะมากมาย ลบโดยสมบูรณ์และซอฟต์แวร์ยังสมบูรณ์แบบมาก " หากคุณต้องการให้โปรเซสเซอร์ทำงานตั้งแต่สองแอพพลิเคชั่นขึ้นไป วิธีนี้ยังคงใช้ได้ มันสามารถจัดการระบบปฏิบัติการและแอพพลิเคชั่นได้ พวกเขาทดสอบกับระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์ Freertos เมื่อมันวิ่งคนเดียว 57% ของประตูจะถูกสัมผัสอย่างสมบูรณ์ หากใช้ Frertos กับ 15 แอปพลิเคชันข้างต้น จะไม่มีการเปิดใช้ประตูเพียง 27% แต่ Kumar ชี้ให้เห็นว่าแอปพลิเคชันเหล่านี้มักเรียกใช้ "โลหะเปล่า" ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ระบบปฏิบัติการ
ทำไมคุณไม่สั่งซื้อ ASIC (วงจรรวมเฉพาะ)? หนึ่งประโยค: ค่าใช้จ่าย Kumar กล่าวว่าไมโครคอนโทรลเลอร์แบบฝังตัวเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความจุต่ำและต้นทุนต่ำ ตั้งแต่การออกแบบส่วนหัวและการทดสอบต้นทุนของ ASIC กระบวนการนี้ง่ายขึ้นโดยเริ่มจากการออกแบบไมโครคอนโทรลเลอร์มาตรฐานและราคาถูกกว่า
Kumar กล่าวว่าสิ่งนี้เป็นเหมือน "กล่องดำ" เข้าสู่แอพพลิเคชั่น มันจะแสดงผลการออกแบบโปรเซสเซอร์ Tom Hackenberg หัวหน้านักวิเคราะห์ของ Embedded Processor of Market Research กล่าวว่าสิ่งต่าง ๆ อาจไม่ง่ายอย่างนั้น การทดสอบ การตรวจสอบ และค่าใช้จ่ายอื่นๆ ที่พบระหว่างการพัฒนาชิปแอปพลิเคชันใหม่ยังคงมีอยู่ หากเทคโนโลยีนี้ไม่ลดต้นทุนในกระบวนการออกแบบ ไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูก (โดยเฉลี่ยประมาณ 1 ดอลลาร์ แต่ต่ำเพียง 25 เซ็นต์) ก็ยังเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ประสบความสำเร็จ
อย่างไรก็ตาม Hackenberg กล่าวว่า "หากแนวคิดนี้มีคุณสมบัติตามที่กล่าวไว้ การออกแบบการออกแบบที่ออกแบบมาให้ใช้งานเฉพาะอาจเป็นกระบวนการที่ง่ายกว่า"
วิศวกรวิจัยจาก ARM เมืองเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ หวังว่าสิ่งต่างๆ จะกลายเป็นเรื่องง่าย พวกเขาได้ทำงานอย่างหนักเพื่อพัฒนาโครงการที่เรียกว่า "Plastic ARM" ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบใช้ครั้งเดียวที่สร้าง 1 เซนต์บนพลาสติกโดยใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ออกมา การทดลองครั้งแรกของพวกเขาใช้พื้นที่ 7.5 ตารางเซนติเมตร James MYERS หัวหน้าโครงการกล่าวว่าหลังจากทำงานหนักมาทั้งปี ในที่สุดโครงการก็สำเร็จตามเป้าหมาย 1 ตารางเซนติเมตร และปรับแต่งได้ตามการใช้งาน ในช่วงซัมเมอร์นี้ ด้วยความช่วยเหลือของนักเรียนในซาร์โตรี พวกเขาวางแผนที่จะใช้เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์แบบกำหนดเองเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถบรรลุผลลัพธ์ที่เหมือนกันหรือดีขึ้นหรือไม่
เขากล่าวว่า "ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบชิปออกแบบควรต่ำกว่าซิลิคอน ควรมีโอกาสมากขึ้นสำหรับการออกแบบสำหรับการใช้งานเฉพาะ แต่ถ้าต้นทุนการออกแบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงก็ไม่ควรเป็นเช่นนี้ ฉันต้องการ มันเป็นการลดต้นทุนการออกแบบและต้นทุนการผลิต หากคุณสามารถสร้างโปรเซสเซอร์รุ่นที่กำหนดเองได้โดยอัตโนมัติ จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ลิงค์ต้นฉบับ: https://www.eeboard.com/news/chip-4/ ค้นหาเครือข่ายแผงควบคุม ให้ความสนใจ บอร์ดพัฒนาอัปเดตรายวัน ฮาร์ดแวร์อัจฉริยะ ฮาร์ดแวร์โอเพ่นซอร์ส กิจกรรม และข้อมูลอื่น ๆ สามารถทำให้คุณเชี่ยวชาญ แนะนำความสนใจ!
[รูปภาพการสแกน WeChat สามารถจ่ายได้โดยตรง] เทคโนโลยีรู้ล่วงหน้า: ไม่เคยหยุดข้าวฟ่าง 5x และ miUI9 พรุ่งนี้ ข้าวฟ่างยังปล่อยผลิตภัณฑ์สมาร์ทประดิษฐ์ของคุณเอง Xiaomi ลำโพงสมาร์ท?
ปอนด์หนัก: สิ้นสุดยุค "กฎ" ของโอเปอเรเตอร์ iphone8 จะติดตั้ง E-SIM หรือไม่?
"สคริปต์" ของ LeTTV ของ Jia Yueping มาถึงแล้ว และ LeTTTTVTT ของ Jia Yue Ting จะเปลี่ยนมาแทนที่ประตูได้อย่างไร!
iPhone8 ที่ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์เป็นวิธีที่ชนะของ Apple ในการเปิดผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือในประเทศ
หมายเหตุ!
สินค้าอื่น ๆ ของเรา:
