Konstanz, FH, Diplomarb., 2002.

Zugl.: Hamburg, Techn. Univ., Diss., 2009

This dissertation presents the results of research towards a new computer architectural approach for the construction of digital signal processors. The new approach is based on a transport triggered architecture (TTA) and allows for a dataflow processing mode. The proposed architecture has beed called TAD (Transport triggered Architecture with Dataflow-extension). The designed machine is able to execute limited dataflow-graphs using a single assembly instruction. The size of the dataflow-graph is limited by the number of available execution units and communication resources. To undertake the research a cycle-correct simulator of the proposed microarchitecture has been designed. Benchmark results of the new microarchitecture were obtained by executing typical DSP-programs on the simulator. The properties of the new architecture and the variants of its parameters are discussed in the text. i Performance data is given on a per-cycle basis. A demonstration machine for the TAD has been synthesized for a 0.35um CMOS-technology. Data for area and maximum clock frequency of the design have been extracted from the routed chip design. / Diese Arbeit stellt die Ergebnisse von Untersuchungen über eine neue Architekturvariante für digitale Signalverarbeitungsprozessoren mit transportgesteuerter Architektur (TTA) vor. Die dazu entworfene Maschine erlaubt es, endliche Datenflussgraphen auf einen einzelnen Maschinenbefehl abzubilden. Die maximale Größe der abbildbaren Datenflussgraphen ist dabei durch die Anzahl gleichzeitig verfügbarer Verarbeitungseinheiten und Kommunikationsresourcen beschränkt. Die Untersuchungen dazu wurden mit einem taktgenauen Mikroarchitektursimulator durchgeführt. Die Daten zur Verarbeitungsleistung der Maschine wurden durch das Ausführen von Lastprogrammen auf diesem Simulator gewonnen. Der Aufbau und die Eigenschaften der durch den Simulator realisierten Mikroarchitektur und einige von dieser Implementation abweichende Varianten werden erläutert. Da sich Angaben zur Anzahl der Verarbeitungszyklen nicht vergleichen lassen, ohne dass Informationen zur maximal erreichbaren Taktfrequenz der Implementation vorliegen, wurde die vorgeschlagene Mikroarchitektur als integrierter Schaltkreis synthetisiert, um Informationen zu Flächenbedarf und Laufzeit zu gewinnen. Aus den Entwurfsdaten für den integrierten Schaltkreis wurden die Verdrahtungs-Kapazitäten extrahiert und daraus die Information zur maximalen Taktfrequenz gewonnen.

This dissertation presents the results of research towards a new computer architectural approach for the construction of digital signal processors. The new approach is based on a transport triggered architecture (TTA) and allows for a dataflow processing mode. The proposed architecture has beed called TAD (Transport triggered Architecture with Dataflow-extension). The designed machine is able to execute limited dataflow-graphs using a single assembly instruction. The size of the dataflow-graph is limited by the number of available execution units and communication resources. To undertake the research a cycle-correct simulator of the proposed microarchitecture has been designed. Benchmark results of the new microarchitecture were obtained by executing typical DSP-programs on the simulator. The properties of the new architecture and the variants of its parameters are discussed in the text. i Performance data is given on a per-cycle basis. A demonstration machine for the TAD has been synthesized for a 0.35um CMOS-technology. Data for area and maximum clock frequency of the design have been extracted from the routed chip design. / Diese Arbeit stellt die Ergebnisse von Untersuchungen über eine neue Architekturvariante für digitale Signalverarbeitungsprozessoren mit transportgesteuerter Architektur (TTA) vor. Die dazu entworfene Maschine erlaubt es, endliche Datenflussgraphen auf einen einzelnen Maschinenbefehl abzubilden. Die maximale Größe der abbildbaren Datenflussgraphen ist dabei durch die Anzahl gleichzeitig verfügbarer Verarbeitungseinheiten und Kommunikationsresourcen beschränkt. Die Untersuchungen dazu wurden mit einem taktgenauen Mikroarchitektursimulator durchgeführt. Die Daten zur Verarbeitungsleistung der Maschine wurden durch das Ausführen von Lastprogrammen auf diesem Simulator gewonnen. Der Aufbau und die Eigenschaften der durch den Simulator realisierten Mikroarchitektur und einige von dieser Implementation abweichende Varianten werden erläutert. Da sich Angaben zur Anzahl der Verarbeitungszyklen nicht vergleichen lassen, ohne dass Informationen zur maximal erreichbaren Taktfrequenz der Implementation vorliegen, wurde die vorgeschlagene Mikroarchitektur als integrierter Schaltkreis synthetisiert, um Informationen zu Flächenbedarf und Laufzeit zu gewinnen. Aus den Entwurfsdaten für den integrierten Schaltkreis wurden die Verdrahtungs-Kapazitäten extrahiert und daraus die Information zur maximalen Taktfrequenz gewonnen.