El Fujitsu FR-V (Fujitsu RISC - VLIW ) es uno de los pocos procesadores capaces de procesar tanto una palabra de instrucción muy larga (VLIW) como instrucciones de procesador vectorial al mismo tiempo, aumentando el rendimiento con alta computación paralela mientras aumenta el rendimiento por vatios y eficiencia del hardware . La familia fue presentada en 1999. [1] Su diseño fue influenciado por los modelos VPP500 / 5000 de la línea de supercomputadoras de procesadores vectoriales Fujitsu VP / 2000 .[2]
Con un conjunto de instrucciones de palabra de instrucción muy larga de 1 a 8 vías (VLIW, datos múltiples de instrucciones múltiples (MIMD), hasta 256 bits), utiliza adicionalmente un núcleo de procesador vectorial de instrucción única de 4 vías y datos múltiples (SIMD). Un conjunto de instrucciones RISC de 32 bits en el núcleo superescalar se combina con la mayoría de las variantes que integran un procesador de medios dual de 16 bits también en VLIW y arquitectura vectorial. Cada núcleo de procesador está superpipelinado , así como superescalar de 4 unidades .
Un circuito integrado típico integra un sistema en un chip y multiplica aún más la velocidad al integrar varios núcleos . Debido a los requisitos de energía muy bajos, es una solución incluso para aplicaciones que funcionan con baterías.
Variantes
La familia comenzó con el FR-500, incluye procesadores de 32 bits con arquitectura FR-300, FR-400, FR-450, FR-550 y FR1000 , puede ejecutar Linux , RTLinux , VxWorks , eCos , ITRON o cryptlib y también es compatible por el entorno de desarrollo Softune Integrated y GNU Compiler Collection [3] [4] o GNUPro.
A menudo se utiliza para procesamiento de imágenes o procesamiento de video con la mayoría de las variantes, incluido un procesador de medios dual de 16 bits . [5]
Tecnología
El FR1000 presentado en 2005 utiliza un núcleo con VLIW de 256 bits de 8 vías ( MIMD ) que llena su superpipeline , así como una arquitectura superescalar de 4 unidades ( Integer (ALU) -, punto flotante - y dos unidades de procesador de medios), aumentando aún más el rendimiento máximo de cada núcleo hasta 28 instrucciones por ciclo de reloj . Al igual que otras arquitecturas VLIW, se necesita 1 vía para cargar la siguiente instrucción de 256 bits: 7 vías utilizables. Debido a la instrucción única de 4 vías utilizada , procesador vectorial de datos múltiples (SIMD) -núcleo, cuenta hasta 112 operaciones de datos por ciclo y núcleo. [6] Las unidades de procesador vectorial de 4 vías incluidas son una unidad lógica aritmética entera de 32 bits y una unidad de punto flotante , así como un procesador de medios de 16 bits , que puede procesar hasta el doble de operaciones en paralelo.
La unidad de coma flotante y entera incluida permite que el FR-V ejecute tareas complejas de forma totalmente independiente sin necesidad de la ayuda de una unidad de control ; por ejemplo, la Nikon Expeed solo necesita un controlador Fujitsu FR bastante simple y de velocidad lenta como la unidad de control principal para todos los procesadores FR-V, DSP y GPU incluidos y los módulos de comunicación de datos y otros. Algunos procesadores tienen una unidad de gestión de memoria integrada (MMU), lo que permite ejecutar sistemas operativos virtuales multitarea (también sistemas operativos en tiempo real ) con protección de memoria de hardware .
Aplicaciones
Se utilizan para construir los procesadores de señal Milbeaut especializados para el procesamiento de imágenes, [7] [8] y la versión más reciente incluye además un motor de códec H.264 de video HD basado en FR-V . [9] [10]
Los motores de imagen de Milbeaut se incluyen en las cámaras Leica S2 y Leica M (Typ 240) , [11] Nikon DSLR (ver Nikon Expeed), algunas cámaras Pentax K mount [12] y para el procesador Sigma True-II. [13]
Ver también
- Canalización de imágenes en color
- ASIC
- Computación paralela
- SPARClite
Referencias
- ^ Fujitsu Scientific & Technical Journal: Microprocesador integrado de alto rendimiento FR500 VLIW-architecture por Takao Sukemura Archivado 2008-08-18 en Wayback Machine
- ^ CPU VLIW de 8 vías CPU de cuatro núcleos Fujitsu Laboratories (traducido)
- ^ Colección del compilador GNU de funciones integradas de FR-V
- ^ La guía definitiva de GCC por William von Hagen
- ^ Periférico de montaje del SoC de la familia FR-V del procesador de medios Fujitsu
- ^ Fujitsu: Procesador multinúcleo de un solo chip FR-V: FR1000 Archivado el 2 de abril de 2015 en la Wayback Machine.
- ^ Fujitsu desarrolla un procesador multinúcleo para productos de consumo digital de alto rendimiento
- ^ Fujitsu: Procesadores de imágenes Milbeaut
- ^ Nikon: EXPEED3 (serie D-SLR) Archivado el 27 de enero de 2012 en la Wayback Machine.
- ^ Fujitsu lanza la sexta generación de procesadores de imágenes Milbeaut
- ^ Solución de sistema de procesamiento de imágenes de Fujitsu Microelectronics-Leica para DSLR de gama alta
- ^ Hack de Pentax: información de hardware
- ^ Sigmauser: TRUE Fortalezas. Escrito por Stuart Dennison
enlaces externos
- Manual de instrucciones de la familia FR (PDF) . Fujitsu. 2007-12-28.
- Kevin Buettner; Alexandre Oliva; Richard Henderson (1 de marzo de 2008). El FR-V FDPIC ABI . Versión 1.0b. Red Hat, Inc. Archivado desde el original el 11 de febrero de 2012 . Consultado el 25 de abril de 2008 .
- Alexandre Oliva; Aldy Hernández (10 de diciembre de 2004). La ABI de almacenamiento local de subprocesos de FR-V . Versión 1.0. Red Hat, Inc. Archivado desde el original el 11 de febrero de 2012 . Consultado el 18 de octubre de 2008 .
- Atsuhiro Suga; Kunihiko Matsunami (julio de 2000). "Presentación del microprocesador integrado FR500" (PDF) . IEEE Micro . 20 (4): 21-27. doi : 10.1109 / 40.865863 . Archivado desde el original (PDF) el 20 de julio de 2011.
- FR-V multimedia (traducido)