Специализированный процессор

Специализированный процессор

Реферат

 

Изобретение относится к комплексным специализированным интегральным схемам, в частности к распределенной параллельной архитектуре процессора. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет использования библиотеки готовых сконструированных функциональных блоков. Программируемая архитектура специализированного процессора содержит множество взаимосвязанных прикладных элементов и набор прикладных команд, причем одна прикладная команда имеет в качестве аргумента время вызова прикладного элемента. 2 с. и 25 з.п.ф-лы, 8 ил., 4 табл.

Данное изобретение относится к комплексным специализированным интегральным схемам, в частности к распределенной параллельной архитектуре процессора и способу конструирования, который позволит легко конструировать эти комплексные интегральные схемы.

Предшествующий уровень техники Техника интегральных схем прошла путь в интегрировании вентилей от небольшого количества (менее ста транзисторов) до очень большого (миллионы транзисторов). В итоге можно изготавливать интегральные схемы (ИС), которые выполняют все более комплексные функции, и поэтому можно заменить большое количество дискретных компонентов, при этом получив соответствующие преимущества в размере, себестоимости и надежности. Но сложность схем и большое количество присутствующих транзисторов делают конструирование ИС более трудным. Вследствие этого в помощь конструкторам ИС для более эффективного конструирования ИС разработаны некоторые инструменты. Цель этих инструментов - облегчить для конструктора синтезирование нужного логического блока без необходимости манипулировать транзисторами или вентилями.

В архитектуре универсального процессора элементарные команды низкого уровня (такие как суммирование, умножение, сравнение и пр.) выполняют в аппаратуре, которую можно упорядочить в программированный набор команд для выполнения комплексной функции. Такая архитектура ограничена пропускной способностью, которую можно обеспечить центральным процессором (ЦП), который должен соответствовать требованиям максимальной пропускной способности для ряда операций. Это ограничение подчас предъявляет большие требования к аппаратуре и приводит к недостаткам использования сконструированной аппаратуры. Кроме этого, в такой архитектуре с централизованным управлением обычно трудно управлять электропотреблением.

Для конструирования с целью увеличения пропускной способности с рентабельным исполнением аппаратуры конструкторы нередко предпочитают пользоваться методикой конструирования специализированных интегральных схем, жертвуя гибкостью конструкции системы, предложенной постсинтезной программируемостью.

В помощь конструкторам ИС разработано два предложения: техника "стандартного логического элемента" и техника "вентильной матрицы". Эта техника изложена в общем в патентах США NN 5119314 (Хотта и др.); 5173864 (Ватанабе и др.); 5197016 (Сугимото и др.) и 5283753 (Шукер и др.). В способе "стандартного логического элемента" часто используемые логические блоки тщательно конструируют и хранят в библиотеке логических элементов. Для обеспечения нужных функций конструкторы могут выбирать и взаимосвязывать соответствующие логические блоки. Обычно эти блоки являются элементарными логическими структурами, такими как вентили И-НЕ либо ИЛИ-НЕ, или другими простыми логическими блоками, такими как сумматор или умножитель. Логические блоки можно связывать между собой проводами маршрутизации между соответствующими входами/выходами блоков.

Способ "вентильной матрицы" предполагает изготовление большого количества базовых полупроводниковых пластин, содержащих идентичные элементы (вентили) интегральной схемы до, но не включая, первого уровня электропроводного межсоединения. Конструкторы ИС "выполняют на заказ" вентильную матрицу путем определения только рисунков схемных соединений, которые используют для соединения между собой готовых вентилей.

Одна из проблем обоих этих способов заключается в том, что их трудно применять для конструирования ИС, которые выполняют усложненные функции. Причина в том, что стандартные логические элементы и вентильные матрицы являются элементарными или простыми логическими блоками для всех типов использования. Следовательно, для интегрирования этих основных блоков в нужные специализированные интегральные схемы требуются много времени, большое умение и большой объем работы. Кроме этого, ограничения по времени и компоновке и конструкторская работа, необходимые для осуществления соединений этих логических блоков, как правило, ограничивают свободу действия конструкторов и увеличивают сроки конструирования.

В качестве примера: схемы, используемые для применения в связи, обычно выполняют комплексные операции обработки сигнала. Примерами этих схем являются фильтры с импульсной характеристикой бесконечной длительности, фильтры с импульсной характеристикой конечной длительности, демодуляторы и корреляторы. Эти схемы включают в себя сложные математические алгоритмы, которые могут понять и сконструировать только чрезвычайно квалифицированные инженеры. Вследствие этого выполнение этих схем с помощью элементарных блоков, имеющихся в способах стандартного логического элемента и вентильной матрицы, является утомительным делом.

Некоторые ограничения по компоновке, связанные с конструированием комплексных интегральных схем с помощью конструкторских способов стандартного логического элемента и вентильной матрицы, описываются у Шукера и др. Способ конструирования интегральных схем с блочной архитектурой, описываемый в этом патенте, позволяет повторно использовать заранее разработанные логические блоки, но не решает проблему сложности осуществления соединения между собой различных логических блоков. Помимо этого, описываемый способ конструирования интегральных схем не предусматривает управление электропотреблением, которое является важным фактором для комплексных ИС с большим количеством вентилей.

Некоторые изготовители электронных систем для решения указанной проблемы следуют совершенно иной стратегии. Вместо того, чтобы исходить из сконструированных на заказ ИС, они используют универсальные ИС, такие как микроконтроллеры и процессоры цифровых сигналов. Эти ИС могут выполнять в секунду большое число команд. Для приведения функций этих ИС в соответствие с заказанными функциями обычно применяют средства программного обеспечения.

Одна из проблем применения этих универсальных ИС заключается в том, что они не могут обеспечить пропускную способность, сравнимую со специализированными ИС. Во многих случаях, где самым важным фактором является скорость обработки, например в системах связи высокой скорости, рабочие характеристики универсальных ИС не приемлемы. Кроме этого, использование средств программного обеспечения не устраняет необходимости выведения усложненного алгоритма обработки чрезвычайно квалифицированными инженерами.

Сугитомо и др. раскрывают автоматизированную систему и способ конструирования специализированных интегральных схем, содержащих множество логических блоков, соединенных вместе множеством шин данных, адресных шин и управляющих шин. Этот способ конструирования имеет несколько недостатков. Во-первых, в нем отсутствует возможность выполнения постсинтезного программирования для логических блоков, синтезированных в аппаратурные блоки программной автоматической компоновки кремниевых ИС, а именно - элементарные функции поддержки, такие как компараторы, сумматоры и счетчики, которые включают в блоки для увеличения пропускной способности системы.

Помимо этого, потребности сложных алгоритмов в обработке все же выполняются в средствах программного обеспечения и поэтому для комплексной системы требуется квалифицированный конструктор. И также, описываемый Сугитомо и др. метод конструирования интегральных схем не предусматривает управление питанием.

Поэтому необходимы специализированная интегральная схема с блочной архитектурой и способ конструирования, который позволит эффективно заключить специализированную комплексную обработку в функциональные блоки, которые можно повторно использовать от одной конструкции к другой, но которые могут быть программируемыми постсинтезно, чтобы удовлетворять потребности развития, совершенствования и расширения функциональных возможностей специализированного применения с эффективной по электропотреблению конструкцией интегральной схемы.

Раскрытие изобретения Изобретение содержит специализированный процессор (СП) (который можно выполнить на одном кристалле) и способ конструирования с использованием специализированного набора команд, где каждая команда определяет функцию высокого порядка обработки и для определенного класса применений. Обработка требует конкретного класса применения (напр. , средства связи), который сначала анализируют и группируют в операции и алгоритмы обработки, наиболее часто используемые данным применением, в функциональные блоки, чтобы взять в один функциональный блок высококомплексный и часто используемый тип преобразования данных. Каждый функциональный блок соответствует какой-либо одной специализированной команде данного набора команд. Эти специализированные команды выполняют в качестве аппаратных функциональных блоков, которые взаимосвязывают многоцелевой шиной. При использовании взаимно соединенные аппаратурные функциональные блоки упорядочивают согласно разработанной конструктором программе команд, чтобы осуществлять конкретное применение. Во многих функциональных блоках значения определенных параметров алгоритмов обработки, выполненных блоками, определяют с помощью регистров, которые можно программировать одним из множества возможных значений. Поэтому каждый функциональный блок конструктор может рассматривать как параметрически программируемую высокого порядка специализированную операцию или команду.

Каждый из этих функциональных блоков содержит множество простых элементов обработки низкого порядка, которые скомпонованы и сгруппированы для формирования специализированной операции высокого уровня. Поскольку каждый из этих функциональных блоков является операцией высокого порядка для конкретного применения, то эти функциональные блоки можно считать "синтаксисом" специализированного языка, то есть функциональные блоки содержат части кода, применяемого в прикладном языке для программирования работы СП. Далее по тексту функциональные блоки, используемые в системе и способе данного изобретения, называются взаимозаменяемыми "прикладным синтаксисом" или "прикладным элементом". Каждый прикладной синтаксис в библиотеке также содержит блок интерфейса для сопряжения функционального блока с многоцелевой шиной.

Прикладной синтаксис можно рассматривать как строительные блоки интегральной схемы, которые заранее сконструированы, выполнены и оптимизированы для целевой технологии (например, конкретная технология микроэлектронной интеграции, такая как КМОП-структура).

Готовые сконструированные специализированные функциональные блоки (прикладной синтаксис) группируют в библиотеку конструирования следующим образом, чтобы облегчить процесс конструирования СП данного изобретения. Сначала конструктор анализирует условия конструирования для специализированного применения и описывает их как подмножество специализированных блоков, выбранных из библиотеки, как если бы он писал программу с помощью специализированных команд. Выбранные функциональные блоки затем взаимно соединяют стандартным интерфейсом многоцелевой шины, встроенной в каждом функциональном блоке. Затем эту интегральную конструкцию можно синтезировать в программируемую интегральную схему СП. Постсинтезная подгонка синтезированной интегральной схемы СП выполняется с помощью программы команд, которая последовательно вызывает каждый специализированный функциональный блок и обеспечивает каждый функциональный блок командами переконфигурирования или маршрутизации входа/выхода данных. Встроенное средство управления электропотреблением включено в конструкцию каждого специализированного функционального блока, благодаря которому большинство логики функциональных блоков может быть включено только в течение времени, требуемого для выполнения принятой команды вызова.

Конструкция СП согласно данному изобретению упрощена языком программирования высокого порядка, благодаря которому конструктор может преобразовать уровневые потребности системы непосредственно в исполнение СП, не обладая глубоким знанием сложных алгоритмов каждого прикладного синтаксиса. С помощью этого языка согласно изобретению СП можно конструировать простой программой, которая определяет взаимосвязь между различными прикладными синтаксисами, параметрами каждого прикладного синтаксиса, включая местоположение ввода и вывода, конфигурацию и время, когда в соответствии с тактовыми импульсами многоцелевой шины вызывают каждый прикладной синтаксис. Параметры, которые не определены, устанавливают на заданные значения по умолчанию.

Архитектуру и способ конструирования СП согласно данному изобретению можно использовать для конструирования очень разнообразных изделий. Например, если в библиотеке есть прикладной синтаксис, относящийся к системе связи, его можно использовать для конструирования изделий для сотовых телефонов, местных беспроводных сетей связи, персональных сетей связи и цифровых кабельных сетей связи. Поэтому затраты на конструирование прикладного синтаксиса могут окупить многие пользователи библиотеки.

Способ данного изобретения также предусматривает упрощенную, высокого уровня, методику конструирования для СП. Каждый прикладной синтаксис можно рассматривать как "черный ящик" с заданными характеристиками входа и выхода. Поэтому конструктору не нужна библиотека, чтобы глубоко понимать, как выполнять эти специализированные комплексные функции. Конструктору нужно только работать со строительными блоками системного уровня или прикладным синтаксисом. Гораздо легче и быстрее конструировать системы с помощью этих прикладных синтаксисов, чем исполнять одно и то же функциональное назначение, выбирая, компонуя и соединяя стандартные логические элементы или осуществляя межсоединения тысяч вентилей. Поэтому затраты и сроки доведения продукции до коммерческого состояния при таком конструировании значительно снижаются.

Помимо этого, СП и способ конструирования снижают затраты на усовершенствование и развитие продукции. С помощью раскрытых в данном изобретении архитектуры СП, библиотеки прикладных синтаксисов и способа конструирования довольно легко изменять и дополнять свойства продукции путем удаления и введения прикладного синтаксиса и последующего нового синтезирования нового варианта специализированной интегральной схемы. Нет необходимости повторного конструирования всей системы. Кроме этого, в результате постсинтезной программируемости, которая присуща конструкции каждого прикладного синтаксиса, усовершенствовать продукцию можно перепрограммированием выполненного СП, не нуждаясь при этом в повторном синтезировании. Поэтому резко снижаются затраты на усовершенствование и развитие.

Взаимосвязь между прикладным синтаксисом в соответствии с данным изобретением допускает слабую связь при использовании единой многоцелевой шины, в результате чего набор прикладных синтаксисов может действовать асинхронно. Каждый прикладной синтаксис на многоцелевой шине можно вызывать одновременно (параллельная обработка) либо разносить во времени (конвейерная обработка). Помимо этого, прикладной синтаксис вводят в действие только тогда, когда необходима функция обработки. Поскольку использование питания для прикладного синтаксиса зависит только от того, задействован он или нет, то это свойство позволяет иметь встроенное эффективное управление электропотреблением.

Многоцелевую шину используют как для переноса команд, так и переноса данных. Команды и данные соединяют попарно таким образом, что их перемещают одновременно одним обращением к многоцелевой шине. Число слоев в шине, предназначенной для команд и данных, может изменяться в каждом обращении. Это свойство "подвижной границы" позволяет увеличить до максимума производительность многоцелевой шины.

Архитектура данного изобретения также позволяет осуществлять распределенное управление, благодаря которому каждый прикладной синтаксис может генерировать и отправлять команды и данные другому прикладному синтаксису. Поэтому центральный контроллер не нужен. Этот способ распределенного управления дает возможность эффективного выполнения высокоупорядоченной во времени многорежимной специализированной обработки. Архитектура данного изобретения также позволяет использовать прикладной синтаксис для управления работой нескольких других прикладных синтаксисов в СП. Когда один прикладной синтаксис становится центральным контроллером для группы других синтаксисов применения, управляемые прикладные синтаксисы называют "кластером" прикладных синтаксисов. Таким образом, прикладные синтаксисы, которым нужна большая пропускная способность интерфейса, можно взаимно соединить как группу с одним физическим интерфейсом, который является отдельным от указанной выше многоцелевой шины. Такое группирование прикладного синтаксиса в кластер дает возможность отрегулировать пропускную способность интерфейса межсоединения, чтобы согласовать ее с полосой потока данных в интегральной схеме. Благодаря этому можно избежать перегруженности потока данных.

Одна из областей применения прикладного синтаксиса - цифровая связь. Прикладные синтаксисы содержат усложненные алгоритмы, такие как цифровые фильтры, корреляторы, демодуляторы, исправление ошибок и пр. В архитектуре данного изобретения конструктору системы связи не нужно вникать в подробности этих алгоритмов. Конструктор просто интегрирует вместе соответствующие прикладные синтаксисы для разной продукции: такой как модемы с расширенным спектром, скачкообразной перестройкой частоты и множественным доступом с разделением во времени.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 изображает специализированную архитектуру согласно изобретению; фиг. 2 изображает логический блок обращения интерфейса в прикладном синтаксисе согласно изобретению; фиг. 3 - логический блок введения в действие генератора тактовых импульсов в прикладном синтаксисе согласно изобретению; фиг. 4 - логический блок прикладного синтаксиса в прикладном синтаксисе согласно изобретению; фиг. 5 - блок-схему способа конструирования СП согласно изобретению; фиг. 6 - блок-схему модема, выполненного с помощью специализированной архитектуры в области связи, согласно изобретению; фиг. 7 - схему потока данных модема на фиг. 6 согласно изобретению; фиг. 8 - схему хронирования, изображающую конвейерную обработку в модеме, согласно изобретению.

Другие аспекты и преимущества данного изобретения станут очевидными из следующего описания изобретения в совокупности с прилагаемыми чертежами и таблицами.

Подробное описание изобретения Данное изобретение представляет собой процессор и способ его конструирования, в котором множество функциональных элементов, каждый из которых предназначен для выполнения конкретной функции, соединяют между собой для совместного выполнения задания. Контекст построения, в котором объединены эти функциональные элементы, и упорядоченное группирование функциональных элементов для выполнения зависимой от данного вида применения задачи в настоящем описании назван специализированным процессором (СП).

На фиг. 1 показаны схема 100 СП согласно изобретению, шина 110 команд/данных/хронирования и множество прикладных синтаксисов, таких как прикладные синтаксисы 111, 112 и 113. Эти прикладные синтаксисы могут быть разными либо некоторые из них могут быть одинаковыми. Сообщение между прикладными синтаксисами выполняют по шине 110 команд/данных/хронирования.

Каждый прикладной синтаксис содержит по сути одинаковые схемы для сопряжения с шиной 110 команд/данных/хронирования. Поэтому подробно описаны схемы интерфейса только одного прикладного синтаксиса 111. Прикладной синтаксис 111 содержит логический блок 121 приведения в действие (запуска) генератора тактовых импульсов, логический блок 123 обращения к интерфейсу и логический блок 125 прикладного синтаксиса. Логический блок 125 прикладного синтаксиса выполняет заданную функцию. Показано, что логический блок 125 прикладного синтаксиса работает на пользовательских данных, которые направляют к прикладному синтаксису 111 по двустороннему пути, который называется внешней линией интерфейса 131. Логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов и логический блок 123 обращения к интерфейсу сопрягают логический блок 125 прикладного синтаксиса с шиной 110 команд/данных/хронирования. Логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов подает на логический блок 125 прикладного синтаксиса сигналы хронирования и включает логический блок 125 прикладного синтаксиса только тогда, когда это необходимо. Логический блок 123 обращения к интерфейсу разрешает логическому блоку 125 прикладного синтаксиса принимать команды и данные от и отправлять команды и данные к другим прикладным синтаксисам через шину 110 команд/данных/хронирования.

В архитектуре 100 СП структуры блока 121 приведения в действие тактовых импульсов и логического блока 123 обращения к интерфейсу в каждом прикладном синтаксисе по сути одинаковые, хотя некоторые особые компоненты, такие как адрес прикладного синтаксиса, различны. Некоторые компоненты в логическом блоке 125 прикладного синтаксиса являются также общими для всех прикладных синтаксисов, например компоненты сопряжения с блоком 121 приведения в действие тактовых импульсов и логическим блоком 123 обращения к интерфейсу. Но схемы в прикладном синтаксисе, которые выполняют определенные функции обработки данных и сигналов, могут быть разными (например, один прикладной синтаксис функционирует как демодулятор, другой - как коррелятор и пр.). Кратко, прикладной синтаксис может выполнять разные функции, но части прикладного синтаксиса для сопряжения с шиной 110 команд/данных/хронирования по существу одинаковы. Поэтому прикладные синтаксисы могут сопрягаться друг с другом с помощью шины 110 команд/данных/хронирования.

На фиг. 2 подробно показана блок-схема логического блока 123 обращения к интерфейсу. Логический блок 123 обращения к интерфейсу содержит декодер 140 адреса, подключенный к командам/данным в блоке 142, и блок 121 приведения в действие тактовых импульсов. Декодер 140 адреса принимает адресные сигналы от шины 150 команд/адреса и указывает данным/командам в блоке 142 и логическом блоке 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов принять адресуемые для прикладного синтаксиса 111 команды и данные. Шина 150 команд/данных является частью шины 110 команд/данных/хронирования. Команды и данные, обработанные командами/данными в блоке 142, отправляют к логическому блоку 125 прикладного синтаксиса. Логический блок 123 обращения к интерфейсу также содержит блок 144 вывода команд/данных и блок 148 вывода адреса. Эти два блока передают информацию команд, данных и адресов, выработанную логическим блоком 125 прикладного синтаксиса, к шине 150 команд/данных. Логический блок 123 обращения к интерфейсу также содержит схему 146 обращения к шине, которая подключена к блоку 144 вывода команд/данных и блоку 148 вывода адреса.

Два блока 142 и 144 команд/данных работают на формате ввода/вывода, который состоит из пары команды и данных, причем и то и другое имеет изменяющийся размер. Совокупный размер команды и данных основывается на операционных потребностях логики специализированного синтаксиса. Указанное попарное группирование команды и данных имеет подвижные границы, которые позволяют максимально увеличить производительность физического интерфейса, например шины 110 команд/данных/хронирования.

Поскольку структура логического блока 123 обращения к интерфейсу одинакова для всех прикладных синтаксисов, один прикладной синтаксис может направить команды и данные другому прикладному синтаксису по шине 110 команд/данных/хронирования. Этот способ "приводимого с помощью данных" распределенного управления делает возможным эффективное выполнение высокоупорядоченной во времени специализированной многорежимной обработки. Таким образом, нет необходимости ограничивать способ управления полностью центрально управляемым способом. Для оптимального соответствия потребностям нужного применения можно применять распределенное управление, централизованное управление или комбинированный способ управления. Возможности прикладного синтаксиса генерировать команды для другого прикладного синтаксиса позволяют прикладному синтаксису становиться центральным контроллером для группы других прикладных синтаксисов, которые названы кластером прикладных синтаксисов.

Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что шина 110 команд/данных/хронирования скрыта от логики прикладного синтаксиса (т.е. логике прикладного синтаксиса не нужно знать подробности работы шины). Таким образом, конструктору определенной функции для прикладного синтаксиса не нужно знать, как работает шина, и поэтому можно получить экономию.

На фиг. 3 показана блок-схема логического блока 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов. Логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов содержит регистр 211 состояния команды, который получает сигнал входа от шины 151 хронирования, шины 150 команд/данных и декодера 140 адреса логического блока 123 выборки интерфейса. Шина 153 хронирования является частью шины 110 команд/данных/хронирования и обычно содержит множество сигналов генератора тактовых импульсов, переносимых на разных уровнях.

Регистр 211 состояния команд принимает соотнесенные по времени команды и данные, которые адресованы к прикладному синтаксису 111. Регистр 211 состояния команд использует эти команды и данные для определения значения выбора мультиплексора и значения периода по модулю. Значение выбора мультиплексора направляют к мультиплексору 213 по совокупности линий 214 выбора мультиплексора, чтобы мультиплексор 213 смог выбрать нужный генератор тактовых импульсов (или период) из шины 153 хронирования. Значение периода по модулю направляют к логическому блоку 217 команд, и оно определяет в нем модуль, т.е. количество периодов, отсчитываемых до включения вентильного генератора тактовых импульсов, как описано ниже.

Выход мультиплексора 213 подключен к таймеру 215 активности. Таймер 215 активности также принимает сигнал "счет" от логического блока 217 команд по линии 227. Этот сигнал счета соответствует указанному выше значению периода по модулю в логическом блоке 217 команд. Таймер 215 активности использует этот сигнал счета для отсчета периодов, выбранных регистром состояния команд, и направляет "полный" сигнал по линии 225 к логическому блоку 217 команд. Логический блок 217 команд затем включает вентильный генератор тактовых импульсов и генерирует пусковой сигнал, синхронный с вентильным генератором тактовых импульсов. Пусковой сигнал и вентильный генератор тактовых импульсов связывают с логическим блоком 125 прикладного синтаксиса по линиям 219 и 221 соответственно. Логический блок 217 команд также содержит схемы, которые позволяют включать и выключать вентильный генератор тактовых импульсов по командам от регистра 211 состояния команд.

Логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов обусловливает включение логического блока 125 прикладного синтаксиса в конкретных случаях определенного периода хронирования, например логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов можно конфигурировать для включения логического блока 125 прикладного синтаксиса в заданные периоды и выключать вентильный генератор тактовых импульсов во время простоев, тем самым ограничивая рассеяние мощности прикладного синтаксиса 111. Далее логический блок 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов разрешает самостоятельную работу прикладного синтаксиса на основе периодов хронирования, распределенных по системе. Таким образом, в результате того, что каждому прикладному синтаксису разрешают включаться только тогда, когда нужно вызвать его функцию, то временное упорядочение обработки данных и эффективное управление электропотреблением становятся присущими аспектами этой схемы.

На фиг. 4 показана блок-схема логического блока 125 прикладного синтаксиса. Логический блок 125 прикладного синтаксиса содержит логический блок 256 прикладной функции, который выполняет заданные функции, являющиеся специальными для данного прикладного синтаксиса, такие как преобразование пользовательских данных, направленных по линии 131 внешнего интерфейса. То есть блок 256 прикладной функции содержит схемы, которые не являются частью интерфейсной структуры, общей для всех прикладных синтаксисов. Логический блок 125 прикладного синтаксиса также содержит блок 252 мультиплексора/демультиплексора команд/данных, который принимает команды и данные от логического блока 123 выборки интерфейса и сигнал вентильного генератора тактовых импульсов от логического блока 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов. Логический блок 252 мультиплексора/демультиплексора команд/данных извлекает команды для доставки к логическому блоку 254 команд/декодирования и данные для двустороннего сообщения с логическим блоком 256 прикладной функции, принятые от логического блока 123 выборки интерфейса.

Логический блок 254 команд/декодирования можно рассматривать как контроллер логического блока 125 прикладного синтаксиса. Он управляет работой логического блока 256 прикладного синтаксиса по линии 262. То есть, логический блок 254 команд/декодирования получает команды от логического блока 123 выборки интерфейса по блоку 252 мультиплексора/демультиплексора команд/данных, интерпретирует эти команды и управляет действием логического блока 256 прикладной функции. Пример действий: (1) конфигурирование логического блока 256 прикладной функции и (II) вызов отдельного заранее определенного преобразования пользовательских данных, направленных линией 131 внешнего интерфейса. По завершении команды логический блок 256 прикладной функции направляет "полный" сигнал к логическому блоку 254 команд/декодирования по линии 264.

Как объяснялось выше, пусковой сигнал на 219, принятый логическим блоком 254 команд/декодирования, используют для синхронизации вызова логического блока 256 прикладной функции. Логический блок 254 команд/декодирования также генерирует сигнал "сделано" и передает его по линии 220 к логическому блоку 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов, который в свою очередь выключает вентильный генератор тактовых импульсов логическому блоку 254 команд/декодирования, логическому блоку 256 прикладной функции и блоку 252 мультиплексора/демультиплексора команд/данных. Выключение вентильного генератора тактовых импульсов для этих блоков по сути выключает их. Наоборот, включение вентильного генератора тактовых импульсов включает их.

Как указано выше, логический блок 256 прикладной функции в прикладном синтаксисе специально сконструирован для выполнения заданной функции. Каждый прикладной синтаксис определяет особую функцию применения, которая заранее сконструирована, выполнена и оптимизирована для нужной технологии, например для конкретной технологии микроэлектронного интегрирования. Набор прикладных синтаксисов, которые выполняют разные функции преобразования данных и сигналов, можно поместить в библиотеку. Когда необходимо сконструировать систему для определенного применения (например, модем для беспроводной связи), соответствующий прикладной синтаксис выбирают из библиотеки и помещают на шине команд/данных/хронирования, чтобы они смогли выполнять нужную функцию.

В варианте, представленном на фиг. 1-4, аргументы команды передают по шине 150 команд/данных и обрабатывают логическим блоком 123 выборки интерфейса и логическим блоком 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов. Аргументы времени передают по шине 153 хронирования и обрабатывают в основном логическим блоком 121 приведения в действие генератора тактовых импульсов.

Архитектура СП позволяет вызывать набор прикладных синтаксисов одновременно (параллельная обработка), с разнесением во времени (конвейерная обработка) или последовательно во времени (обработка без перекрытия операций). Эта особенность обеспечивает значительную гибкость при выборе конструкций системы. Одновременные вызовы (параллельная обработка) позволяет реализовать высокую пропускную способность обработки данных. Разнесенные во времени вызовы (конвейерная обработка) или последовательные во времени вызовы (обработка без перекрытия операций) позволяют одному прикладному синтаксису действовать как предпроцессор для другого прикладного синтаксиса. Аргумент времени (Т) каждого прикладного синтаксиса определяет выравнивание периодов вызова для реализации наиболее производительной обработки в отношении другого прикладного синтаксиса.

Соответствующие прикладные синтаксисы выбирают из библиотеки, содержащей полную совокупность имеющихся прикладных синтаксисов. Такое конструирование позволяет взаимно соединить любой набор прикладных синтаксисов в полностью связанной топологии, которая допускает поток данных между любыми двумя прикладными синтаксисами. Это межсоединение основано на слабой связи, благодаря чему набор прикладных синтаксисов может действовать асинхронно.

Способ конструирования для ИС СП согласно изобретению далее описывается со ссылкой на фиг. 5. Во-первых, требования обработки для нужной продукции анализируют и разлагают на основные специализированные процессы, такие как фильтрация, демодуляция, обращенное перемежение и пр. для случая с продукцией средств связи - процесс 10. Затем в библиотеке блоков 12 специализированной функции производят поиск для распознавания подмножества прикладных синтаксисов, соответствующих для выполнения заданных потребностей обработки - процесс 14. Если определено, что новая или особая специализированная функция обработки не содержится в библиотеке, то эти новые или особые потребности специализированной обработки выполняют с помощью языка описания аппаратных средств (ЯОАС) в прикладной синтаксис, который включает указанный выше интерфейс с многоцелевой шиной СП - процесс 16. Вновь сконструированный ЯОАС прикладного синтаксиса вместе с ЯОАС готовых прикладных синтаксисов, распознанных в библиотеке, интегрирует для образования ЯОАС нужной ИС СП - процесс 18.

Моделирование поведенческого уровня выполняют в процессе 20, чтобы проверить, отвечают ли внутренние и внешние интерфейсы техническим требованиям конструирования. Одновременно с моделированием поведенческого уровня, проведенного в процессе 20, составляют прикладную программу команды, которую можно использовать для упорядочения действия выбранного прикладного синтаксиса в целях выполнения требования обработки нужной специализированной интегральной схемы - процесс 24. Затем интегрированный ЯОАС синтезируют соответствующим средством автоматизированного конструирования синтеза специально для технологии, выбранной для выполнения СП, - процесс 22. В процессе 26 получившуюся в результате этого логику затем комбинируют с прикладной программой команд, составленной в процессе 24 и моделированной на вентильном уровне для проверки соответствия нужным специализированным требованиям. По завершении адекватного моделирования логики вентильного уровня конструкцию выпускают для компоновки и изготовления с