„Reconfigurable Computing“ – Versionsunterschied

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Aktuelle Version vom 9. Januar 2021, 14:17 Uhr

Der Begriff Reconfigurable Computing (engl.) bezeichnet das Gebiet der rekonfigurierbaren Rechensysteme und ihrer Anwendungen. Hierbei handelt es sich um Rechensysteme, die in ihrer Struktur programmierbar sind, wie beispielsweise auf der Basis von FPGAs – im Gegensatz zu herkömmlichen Von-Neumann-Rechnern, deren Befehlsströme in einer festen Struktur ablaufen und die via Zeitplanung programmiert werden (instruction scheduling).

Paradigmen-Klassifikation für Rechnerarchitekturen

Die folgende Tabelle zeigt ein von Nick Tredennick um 1995 publiziertes Klassifikations-Schema für Rechner-Paradigmen von drei grundlegenden Rechnerarchitekturen.

*Nick Tredennicks Rechner-Klassifikationsschema*
Rechnerklasse	Ressourcen / Programmierungsquelle	Algorithmen / Programmierungsquelle
frühe historische Rechner	fest / keine	fest / keine
Von-Neumann-Rechner	fest / keine	variabel / Software (Befehlsströme)
Reconfigurable Computing	variabel / Configware (Konfiguration)	variabel / Flowware (Datenströme)

Varianten von rekonfigurierbaren Rechensystemen

Beim Reconfigurable Computing, also den rekonfigurierbaren Rechensystemen wird unterschieden zwischen

feingranular rekonfigurierbar wie bei FPGAs mit nur 1 Bit breiten programmierbaren Logik-Blöcken (CLBs) und
grobgranular rekonfigurierbar mit Wort-breiten (beispielsweise 32 Bit) rekonfigurierbaren Datenpfaden (rDPU: reconfigurable data path unit),^[1] die fast mit dem Hauptprozessor eines Computers vergleichbar sind, aber keinen Programmzähler enthalten.

Abgrenzung zu anderen Rekonfigurierbarkeitsformen

Diese Abgrenzung erfolgt vor allem über die Ebene der Rekonfigurierbarkeit.

Beim Reconfigurable Computing handelt es sich um die Rekonfigurierbarkeit auf der Ebene der Rechnerarchitektur im Sinne der Prozessorarchitektur, also die variable Leitung der Daten zu den Funktionalitäten. Logisch betrachtet ist es also eine Änderung der Schaltung zur Laufzeit. Realisiert wird dieses vorwiegend durch dynamisch logisch änderbare Schaltungen, wie dieses beispielsweise via den FPGAs möglich ist.

Im Gegensatz dazu handelt es sich beim Adaptive Computing um die Rekonfigurierbarkeit auf der Ebene der Betriebssysteme oder der Serversysteme bzw. deren zentralen Hardware- und Software-Komponenten im Sinne der Sicht der Systemanwendungen und auch der Systemanwender. Realisiert wird dieses letztlich vorwiegend durch verschiedene Abstraktionslayer und verschiedene Kommunikationsprotokolle sowie speziell dafür entwickelte Software.

Literatur

Nick Tredennick: The Case for Reconfigurable Computing. In: Microprocessor Report. Band 10, Nr. 10, 5. August 1996, S. 25–27.
Jürgen Teich (Hrsg.) et al.: Reconfigurable Computing Systems. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift it – Information Technology, Vol. 49, 2007, Heft 3, Oldenbourg Verlag, München.
Christophe Bobda: Introduction to Reconfigurable Computing: Architectures, algorithms and applications. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-1-4020-6088-5

Einzelnachweise

↑ R. Hartenstein: A Decade of Reconfigurable Computing: a Visionary Retrospective. In: Design, Automation and Test in Europe, 2001. Conference and Exhibition 2001. Proceedings, S. 642–649.

[1] R. Hartenstein: A Decade of Reconfigurable Computing: a Visionary Retrospective. In: Design, Automation and Test in Europe, 2001. Conference and Exhibition 2001. Proceedings, S. 642–649.

[1]

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-Der Begriff '''Reconfigurable Computing''' bezeichnet das Gebiet der '''rekonfigurierbaren Rechensysteme''' und ihrer Anwendungen.
+Der Begriff {{lang|en|'''Reconfigurable Computing'''}} (engl.) bezeichnet das Gebiet der '''rekonfigurierbaren Rechensysteme''' und ihrer Anwendungen. Hierbei handelt es sich um Rechensysteme, die in ihrer Struktur programmierbar sind, wie beispielsweise auf der Basis von [[Field Programmable Gate Array|FPGAs]] – im Gegensatz zu herkömmlichen [[Von-Neumann-Architektur|Von-Neumann-Rechnern]], deren Befehlsströme in einer festen Struktur ablaufen und die via Zeitplanung programmiert werden ({{lang|en|instruction scheduling}}).
+== Paradigmen-Klassifikation für Rechnerarchitekturen ==
-== Inhalte ==
+{{Belege fehlen|Einzelnachweis für die erwähnte Veröffentlichung fehlt}}
+Die folgende Tabelle zeigt ein von [[Nick Tredennick]] um 1995 publiziertes Klassifikations-Schema für Rechner-Paradigmen von drei grundlegenden [[Rechnerarchitektur]]en.
+{| class="wikitable"
-Hierbei handelt es sich um [[Rechensystem]]e, die in ihrer Struktur programmierbar sind, wie beispielsweise auf der Basis von [[FPGA]]s – im Gegensatz zu herkömmlichen [[Von-Neumann-Architektur|Von-Neumann-Rechnern]], deren Befehlsströme als Zeitplanung programmiert werden (instruction scheduling). Siehe im Bild: Nick Tredennicks um [[1995]] publiziertes Klassifikations-Schema für Rechner-Paradigmen.
-{| class="prettytable"
 |+ ''Nick Tredennicks Rechner-Klassifikationsschema''
-! class="hintergrundfarbe6"  | frühe historische Rechner || Programmierungs-Quelle
 |-
+! Rechnerklasse
-| Ressourcen fest                           || keine
+! Ressourcen / Programmierungsquelle
+! Algorithmen / Programmierungsquelle
 |-
+| frühe historische Rechner
-| Algorithmen fest                          || keine
+| fest / keine
+| fest / keine
 |-
+| Von-Neumann-Rechner
-|colspan="2"| &nbsp;
+| fest / keine
+| variabel / [[Software]] (Befehlsströme)
 |-
+| Reconfigurable Computing
-! class="hintergrundfarbe8"  |   Von-Neumann-Rechner     || Programmierungs-Quelle
+| variabel / [[Configware]] (Konfiguration)
-|-
+| variabel / [[Flowware]] (Datenströme)
-| Ressourcen fest                           || keine
-|-
-| Algorithmen variabel                      || [[Software]] (Befehlsströme)
-|-
-|colspan="2"| &nbsp;
-|-
-! class="hintergrundfarbe7"  | Reconfigurable Computing  || Programmierungs-Quelle
-|-
-| Ressourcen variabel                       || [[Configware]] (Konfiguration)
-|-
-| Algorithmen variabel                      || Flowware (Datenströme)
 |}
+== Varianten von rekonfigurierbaren Rechensystemen ==
-Bei rekonfigurierbaren Plattformen wird unterschieden zwischen ''feinkörnig rekonfigurierbar'' wie bei [[FPGA]]s mit nur 1 Bit breiten programmierbaren Logik-Blöcken (CLBs) und ''grobkörnig rekonfigurierbar'' mit Wort-breiten (beispielsweise 32 Bit) rekonfigurierbaren Datenpfaden (rDPU: reconfigurable data path unit), die fast mit dem [[Hauptprozessor]] eines Computers vergleichbar sind, aber keinen [[Programmzähler]] enthalten.
+Beim ''Reconfigurable Computing'', also den rekonfigurierbaren Rechensystemen wird unterschieden zwischen
+* ''feingranular rekonfigurierbar'' wie bei [[Field Programmable Gate Array|FPGAs]] mit nur 1&nbsp;Bit breiten programmierbaren Logik-Blöcken (CLBs) &nbsp; und
+* ''grobgranular rekonfigurierbar'' mit Wort-breiten (beispielsweise 32&nbsp;Bit) rekonfigurierbaren Datenpfaden (rDPU: {{lang|en|reconfigurable data path unit}}),<ref>R. Hartenstein: ''A Decade of Reconfigurable Computing: a Visionary Retrospective''. In: ''Design, Automation and Test in Europe, 2001''. Conference and Exhibition 2001. Proceedings, S. 642–649.</ref> die fast mit dem [[Prozessor|Hauptprozessor]] eines Computers vergleichbar sind, aber keinen [[Befehlszähler|Programmzähler]] enthalten.
+== Abgrenzung zu anderen Rekonfigurierbarkeitsformen ==
+Diese Abgrenzung erfolgt vor allem über die Ebene der Rekonfigurierbarkeit.
+* Beim ''Reconfigurable Computing'' handelt es sich um die Rekonfigurierbarkeit auf der Ebene der Rechnerarchitektur im Sinne der Prozessorarchitektur, also die variable Leitung der Daten zu den Funktionalitäten. Logisch betrachtet ist es also eine Änderung der Schaltung zur Laufzeit. Realisiert wird dieses vorwiegend durch dynamisch logisch änderbare Schaltungen, wie dieses beispielsweise via den FPGAs möglich ist.
+* Im Gegensatz dazu handelt es sich beim ''[[Adaptive Computing]]'' um die Rekonfigurierbarkeit auf der Ebene der Betriebssysteme oder der Serversysteme bzw. deren zentralen Hardware- und Software-Komponenten im Sinne der Sicht der Systemanwendungen und auch der Systemanwender. Realisiert wird dieses letztlich vorwiegend durch verschiedene Abstraktionslayer und verschiedene Kommunikationsprotokolle sowie speziell dafür entwickelte Software.
 == Literatur ==
+* {{Literatur
-* {{Literatur|Autor=Nick Tredennick|Titel=The Case for Reconfigurable Computing|Sammelwerk=Microprocessor Report|Band=10|Nummer=10|Jahr=1996|Monat=August|Tag=5|Seiten=25–27}}
+   |Autor=Nick Tredennick
-* Jürgen Teich (Ed.) et al.: ''Reconfigurable Computing Systems''. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift ''it - Information Technology'', Oldenbourg Verlag, München. [http://www.atypon-link.com/OLD/toc/itit/49/3 Vol. 49(2007)Heft 3]
+   |Titel=The Case for Reconfigurable Computing
-* Christoph Bobda: Introduction to Reconfigurable Computing: Architectures, algorithms and applications; Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-1-4020-6088-5
+   |Sammelwerk=Microprocessor Report
+   |Band=10
+   |Nummer=10
+   |Datum=1996-08-05
+   |Seiten=25–27}}
+* Jürgen Teich (Hrsg.) et al.: ''Reconfigurable Computing Systems''. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift ''it – Information Technology'', Vol. 49, 2007, Heft&nbsp;3, Oldenbourg Verlag, München.
+* Christophe Bobda: ''Introduction to Reconfigurable Computing: Architectures, algorithms and applications''. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-1-4020-6088-5
-== Weblinks ==
+== Einzelnachweise ==
+<references />
-* [http://en.wikipedia.org/wiki/Nick_Tredennick Nick Tredennick]
+{{Navigationsleiste programmierbare Logik}}
-[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]
+[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]
-[[en:Reconfigurable computing]]
-[[hu:Újrakonfigurálható számítás]]
-[[ja:Reconfigurable computing]]
-[[zh:可重組計算]]