Design, Compiler-Werkzeuge und Evaluation einer FSM-basierten Prozessoreinheit für hochratige Multistandard-Datenpaketverarbeitung

{"ID":4015697,"post_title":"Design, Compiler-Werkzeuge und Evaluation einer FSM-basierten Prozessoreinheit f\u00fcr hochratige Multistandard-Datenpaketverarbeitung","title":"Design, Compiler-Werkzeuge und Evaluation einer FSM-basierten Prozessoreinheit f\u00fcr hochratige Multistandard-Datenpaketverarbeitung","post_content":"Zur Realisierung von Intra- und Inter-System-Datentransfers in Computernetzen haben sich heute eine Vielzahl von Protokollen, Standards und Varianten etabliert. Diese basieren fast ausnahmslos auf der Verarbeitung von in sich geschlossenen Dateneinheiten, sogenannten Datenpaketen. Insbesondere durch fortschreitende technologische Entwicklungen der \u00dcbertragungstechniken werden immer h\u00f6here Bitraten erreicht. Die Verarbeitungsleistung konventioneller Prozessorarchitekturen ist hier bei Weitem nicht mehr ausreichend. Dedizierte festverdrahtete Architekturen bieten nicht die f\u00fcr eine tats\u00e4chliche Multistandard-Datenpaketverarbeitung ben\u00f6tigte Flexibilit\u00e4t. Die Forschung diskutiert daher den Einsatz von angepassten Netzwerkprozessoren und insbesondere programmierbaren Zustandsautomaten (FSMs) f\u00fcr eine effiziente Datenpaket- und Protokollverarbeitung. Im diesem Zusammenhang schl\u00e4gt die Firma IBM vor, eine spezielle programmierbare FSM mit einem prozessor\u00e4hnlichen Datenpfad zu kombinieren. Dieser Ansatz einer Hybridarchitektur k\u00f6nnte konventionelle Verarbeitungseinheiten ersetzen und verspricht verschiedene Vorteile zu verbinden. Ungekl\u00e4rt sind jedoch die konsequente Designumsetzung einer solchen FSM-basierten Verarbeitungseinheit (FPE), deren Programmierung und eine Integration im Bereich der hochratigen Datenpaketverarbeitung. An dem Punkt setzt die vorliegenden Arbeit an und er\u00f6rtert Vorteile und Nachteile. Das Ziel der Untersuchungen besteht daher in der Bewertung und Diskussion eines entsprechenden FPE-Designs. Um schliesslich konkrete Absch\u00e4tzungen zu Verarbeitungsleistung und Anwendungspotential formulieren zu k\u00f6nnen, stellt diese Arbeit als Voraussetzung nicht nur das FPE-Design an sich, sondern auch eine geschlossene Toolchain inklusive Compiler-Werkzeuge f\u00fcr die Programmierung und Evaluation der Einheit vor. Als besondere Herausforderung wird die automatische Code\u00fcbersetzung von der Programmiersprache C bis hin zu einer zugeh\u00f6rigen FSM-Beschreibung betrachtet. Die Bewertung des FPE-Designs erfolgt schliesslich anhand einer Umsetzung in der Hardwarebeschreibungssprache VHDL sowie ausgew\u00e4hlter Benchmarks, die dann mit Hilfe der Toolchain auf die FPE abgebildet werden. Die Verwendung der internen FSM und der in der Arbeit vorgestellten kurzen Pipeline erm\u00f6glicht vielfach eine signifikant h\u00f6here Verarbeitungsleistung als ein konventioneller RISC-Prozessor. Die in mehrerlei Hinsicht effiziente Abbildung von Mehrfachverzweigungen im Programmcode ist dabei von grosser Relevanz. Eckdaten eines potentiellen Chipdesigns werden abgesch\u00e4tzt und ein Ausblick auf die weitere Anwendung von Design und Compiler-Werkzeugen wird gegeben. In Kombination mit einer Netzwerkprozessorinfrastruktur einschliesslich dedizierter Einheiten erm\u00f6glicht der FSM-basierte Ansatz eine flexible, hochratige Datenpaketverarbeitung.","image":"https:\/\/images.thalia.media\/00\/-\/447d786a39fd4461a60a69794d91d7f5\/design-compiler-werkzeuge-und-evaluation-einer-fsm-basierten-prozessoreinheit-fuer-hochratige-multistandard-datenpaketverarbeitung-paperback-konstantin-septinus.jpeg","url":"https:\/\/www.vergleiche.ch\/unterhaltung\/product\/design-compiler-werkzeuge-und-evaluation-einer-fsm-basierten-prozessoreinheit-fur-hochratige-multistandard-datenpaketverarbeitung\/","min_price":41.89999999999999857891452847979962825775146484375,"low_price_merchant_id":70254503,"deeplink":"https:\/\/www.awin1.com\/pclick.php?p=41013113130&a=401125&m=13971&pref1=9783954041992","ean":9783954041992,"brand":"undefined"}