Ing. Eduardo Jonathan Martínez Montes Dr. Marco Antonio Ramírez Salinas.
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Diseño de una Unidad de Extensión Multimedia para Procesador RISC
Ing. Eduardo Jonathan Martínez MontesDr. Marco Antonio Ramírez Salinas
MICROSE - 2013
Índice
2
Procesamiento Vectorial
Microarquitectura SIMD
Estado del Arte
Objetivo
Plan de Trabajo
Conclusiones
MICROSE - 2013 3
Procesamiento VectorialUn procesador vectorial es una Unidad
Central de Procesamiento (CPU).Opera sobre un arreglo de una dimensión de
información.Aplica la misma instrucción a diferentes
datos del mismo tipo.Emplea aritmética saturada.
Operandos limitados entre valores máximos y mínimos
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Microarquitectura SIMDHa sido utilizada desde principios de los años
80s.En los años 90s las computadoras personales
se popularizaron en el mercado doméstico.El Pentium MMX© fue el primer procesador
para computadoras personales en incluir tecnología SIMD.
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Procesamiento Escalar vs Vectorial
MICROSE - 2013 6
Superescalar vs VectorialParalelismo a nivel de instrucción.Paralelismo a nivel de datos.
MICROSE - 2013 7
Procesamiento Vectorial
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Negativo de una Imagen
Misma operación a diferentesdatos del mismo tipo
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Implementación y Desarrollo
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
AVX2 - Intel2013
Sandy Bridge y Bulldozer - Intel y AMD
2011
Advanced Vector
Extensions (AVX) - Intel
2008
SSE4 - Intel2006
SSE y SSE2 - AMD
2004
SSE3 - Intel2004
Advance 3DNow!
(3DNow! 2) - AMD
2003
AltiVec - IBM2002
SSE2 - Intel2002
3DNow!. - AMD2000
Streaming SIMD
Extensions (SSE)- Intel
1999
Pentium II (MMX)- Intel
1998
AltiVec - Motorola
1997
1996
1996
MICROSE - 2013 10
Arquitectura Lagarto
MICROSE - 2013 11
Problemática a abordarNo se cuenta con un diseño en México de
esta tecnología.Los diseños existentes son cerrados y
propietarios.Proyecto Lagarto EP no cuenta con una
unidad vectorial.
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Descripción de la solución al problema planteadoEl diseño propuesto estará inspirado en la
microarquitectura RISC.Conjunto de instrucciones compatible con
MIPS Digital Media eXtension (MDMX).
MICROSE - 2013 13
Contribuciones esperadasSumador vectorial.Divisor vectorial.Multiplicador vectorial.
MICROSE - 2013 14
JustificaciónLagarto EP es un procesador embebido en
desarrollo para la investigación y docencia.Actualmente este procesador carece de
algunas unidades, por lo que este proyecto pretende dotarlo de una unidad de Extensión Multimedia.
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ObjetivoDiseñar una unidad de extensión multimedia
en lenguaje Verilog para el microprocesador Lagarto EP bajo la arquitectura RISC.Diseñar un sumador con aritmética saturada.Diseñar un multiplicador con aritmética
saturada.Diseñar un divisor con aritmética saturada.Implementar el MIPS Digital Media eXtension
(MDMX).
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Plan de trabajo y cronograma2014
Jan Mar May Jul Sep Nov
2015
Jan Mar May Jul
Jan 6 - Mar 31Investigación ISA MIPS
Jan 6 - Apr 30Diseño - Decodificador de instrucciones vectoriales
Apr 1 - May 31Diseño - Unidades de ejecución vectorial
May 1 - Oct 31
Diseño - Camino de datos segmentado
Jun 1 - Mar 31Benchmarks - Diseño de programas de prueba
Sep 1 - May 31Benchmarks - Simulación y comparación de resultados
Dec 1 - Jun 30Integración al procesador Lagarto II
Feb 1 - Jul 31Estancia en UPC
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ConclusionesEl presente trabajo mejorará el desempeño
del procesador que se está diseñando en el proyecto Lagarto II.
Se incrementaran el número de aplicaciones en las que se pueda utilizar el procesador Lagarto II.
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¿Preguntas?