Модифікація сучасного RISC процесора шляхом реалізації спеціалізованих інструкцій

Abstract

Існують багато алгоритмів, які використовують одні й ті самі функції. Прикладом таких функцій є тригонометричні. Тригонометричні функції застосовуються в багатьох алгоритмах цифрової обробки сигналів, наприклад перетворення Хартлі, пе-ретворення Фур’є та у комп’ютерній графіці. Виконання даних операцій тільки при програмній реалізації відносно повільне. Якщо написати процесорні інструкції, що будуть сприйматися процесором як власні, тобто будуть в конвеєрі процесора, то швидкодія даних операцій зросте. Було розроблено апаратну реалізацію обрахування функції sin(x) на основі сучасного комерційного процесору MIPSfpga та протестованого на платі DE2-115.Це необхідно для задач, де обмежена потужність процесора, наприклад вбудовані системи. Це рішення не універсальне, а спеціалізоване. Вперше запропонована інструкція для обрахування функції sin(x) за допомогою  полінома Тейлора, яка була впроваджена у процесорне ядро MIPSfpga, та протестована у пакеті ModelSim та на FPGA платі Altera DE2-115. Результати роботи можна використати для вивчення роботи процесора, ознайомлення з інструкціями користувача, покращення поточної реалізації, для модернізації існуючих інструкцій та реалізації нових процесорних інструкцій, використовуючи роз-роблені модулі.