Contribución a los sistemas computadores basados en dispositivos lógicos programables

• Autores: Javier Morán Carrera
• Directores de la Tesis: Sadot Alexandres Fernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 1997
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Carlos López López (presid.), Pedro de Miguel Anasagasti (secret.), Enrique Mandado (voc.), Eduardo Sánchez Ansola (voc.), José María Llaberia Griño (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de los ordenadores
      • Arquitectura de ordenadores
    • Tecnología electrónica
      • Dispositivos semiconductores
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• Resumen

  • La aparicion de los dispositivos logicos programables de alta complejidad denominados field-programmable gate arrays (fpgas) ha servido de base para el desarrollo de sistemas computadores que los emplean como elementos computacionales. Estos sistemas son llamados fccms (fpga-based custom computing machine). Esta tesis estudia las posibilidades de los fccms y cuales son sus principales problemas. Para ello, se ha desarrollado un prototipo de fccm denominado par-1, dotado con todo el soporte de interfaz y depuracion necesario. El par-1 es un sistema original, un coprocesador contruido en torno a un array lineal de fpgas con memorias asociadas y con capacidades de diferentes modos de secuenciacion. El prototipo ha servido como vehiculo para probar las metodologias que se introducen para la programacion de algoritmos, y las posibilidades de la tecnologia. Se incluyen estimadores del consumo en area de algunas operaciones importantes sobre los fpgas del par-1, asi como el impacto de las comunicaciones con el procesador central. Se han introducido ademas nuevas aproximaciones para la realizacion de operadores aritmeticos serie, orientadas para su empleo en fpgas donde las restricciones en area son importantes. Dada la importancia de los operadores aritmeticos, presentes en multitud de algoritmos, se incluye una discusion sobre las diferentes alternativas de implementacion sobre fpgas. Finalmente, se han evaluado varios algoritmos sobre el sistema, entre ellos un encriptador des que consigue acelaraciones notables (entre 5-40) contra un sparc20. Los resultados anteriores sirven para efectuar una discusion critica de las potencialidades, limitaciones e inconvenientes de los fccms.