إكس كمبيوتر

يُعدّ جهاز Xputer تصميمًا لحاسوب قابل لإعادة التكوين ، اقترحه عالم الحاسوب راينر هارتنشتاين. يستخدم هارتنشتاين مصطلحات مختلفة لوصف الابتكارات المتنوعة في التصميم، بما في ذلك برمجيات التكوين، وبرمجيات التدفق، وبرمجيات التحول، و"الآلة المضادة".

يمثل جهاز Xputer تحولاً من بنية فون نيومان الحاسوبية التقليدية إلى بنية " وحدة حسابية منطقية مرنة (ALU)" ذات حبيبات واسعة . ^{[ 1 ]} وتتحقق التوازية من خلال عناصر قابلة للتكوين تُعرف باسم مصفوفات مسار البيانات القابلة لإعادة التكوين (rDPA)، والمنظمة في مصفوفة ثنائية الأبعاد من وحدات الحساب والمنطق (ALU) على غرار مصفوفة KressArray . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

تعتمد بنية Xputer على تدفق البيانات وهي نظيرة لبنية فون نيومان الحاسوبية القائمة على التعليمات .

كانت بنية Xputer من أوائل البنى القابلة لإعادة التكوين ذات الحبيبات الخشنة، ^{[ 2 ]} وتتألف من مصفوفة مسار بيانات قابلة لإعادة التكوين (rDPA) مُنظمة كمصفوفة ثنائية الأبعاد من وحدات الحساب والمنطق (rDPU). ^{[ 2 ]} كان عرض ناقل البيانات بين وحدات الحساب والمنطق 32 بت في الإصدار الأول من Xputer. ^{[ 2 ]}

تُستخدم وحدات الحساب والمنطق (المعروفة أيضًا باسم وحدات معالجة البيانات عن بُعد) لإجراء عملية حسابية واحدة، مثل الجمع أو الطرح أو الضرب، ويمكن استخدامها أيضًا لأغراض التوجيه فقط. ^{[ 2 ]}

تتصل وحدات الحساب والمنطق (ALUs) عبر ثلاثة أنواع من الاتصالات، ويتم إدارة تدفق البيانات على طول هذه الاتصالات بواسطة وحدة توليد العناوين. ^{[ 2 ]}

• أقرب جار (الروابط بين وحدات ALU المتجاورة)
• حافلات الصف/العمود الخلفية
• ناقل عالمي (ناقل عالمي واحد للربط بين وحدات الحساب والمنطق الأخرى)

تُكتب برامج Xputer بلغة C ، وتُجمّع لاستخدامها على Xputer باستخدام مُجمّع CoDeX الذي كتبه المؤلف. ^{[ 2 ]} يقوم مُجمّع CoDeX بربط أجزاء مناسبة من برنامج C بنسيج rDPA الخاص بـ Xputer. ^{[ 2 ]} يُنفّذ الجزء المتبقي من البرنامج على النظام المضيف، مثل جهاز كمبيوتر شخصي .

مصفوفة مسار البيانات القابلة لإعادة التكوين (rDPA) هي جهاز أشباه موصلات يحتوي على وحدات مسار بيانات قابلة لإعادة التكوين ووصلات قابلة للبرمجة، وقد اقترحها راينر كريس لأول مرة في عام 1993، في جامعة كايزرسلاوترن .

بدلاً من أن تحتوي مصفوفات البوابات القابلة للبرمجة الميدانية ( FPGAs ) على كتل منطقية قابلة للتكوين أحادية البت (CLBs)، فإن وحدات مسار البيانات القابلة لإعادة التكوين (rDPAs) تحتوي على وحدات مسار بيانات قابلة لإعادة التكوين متعددة البتات (على سبيل المثال، عرض المسار 32 بت) (rDPUs).

يمكن تهيئة كل وحدة معالجة بيانات قابلة لإعادة التكوين (rDPU) لأداء وظيفة محددة. ويمكن برمجة هذه الوحدات والوصلات البينية بعد عملية التصنيع من قِبل العميل/المصمم (ومن هنا جاء مصطلح "قابلة لإعادة التكوين")، بحيث يمكن لوحدة معالجة البيانات القابلة لإعادة التكوين (rDPA) إجراء أي عملية حسابية معقدة مطلوبة. ولأن وحدات rDPU متعددة البتات (على سبيل المثال، 32 بتًا)، فإننا نتحدث عن قابلية إعادة التكوين واسعة النطاق - على عكس مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs) ذات كتل المنطق القابلة للتكوين أحادية البت، والتي تُسمى قابلة لإعادة التكوين دقيقة النطاق.

تُبرمج وحدات معالجة البيانات الموزعة (rDPAs) هيكليًا من شفرة مصدرية "قابلة للتكوين" ، تُجمّع في شبكات أنابيب ليتم ربطها بوحدة معالجة البيانات الموزعة. لا تعتمد وحدات معالجة البيانات الموزعة على تدفق التعليمات، ولا يوجد بها جلب للتعليمات أثناء التشغيل. كما لا تحتوي وحدات معالجة البيانات الموزعة على عداد للبرنامج. ^{[ 4 ]}