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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Reconfigurable Computing</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Reconfigurable Computing</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Der Begriff <span lang="en"><b>Reconfigurable Computing</b></span> (engl.) bezeichnet das Gebiet der <b>rekonfigurierbaren Rechensysteme</b> und ihrer Anwendungen. Hierbei handelt es sich um Rechensysteme, die in ihrer Struktur programmierbar sind, wie beispielsweise auf der Basis von <a href="Field_Programmable_Gate_Array" title="Field Programmable Gate Array">FPGAs</a> – im Gegensatz zu herkömmlichen <a href="Von-Neumann-Architektur" title="Von-Neumann-Architektur">Von-Neumann-Rechnern</a>, deren Befehlsströme in einer festen Struktur ablaufen und die via Zeitplanung programmiert werden (<span lang="en">instruction scheduling</span>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Paradigmen-Klassifikation_für_Rechnerarchitekturen"><span id="Paradigmen-Klassifikation_f.C3.BCr_Rechnerarchitekturen"></span>Paradigmen-Klassifikation für Rechnerarchitekturen</h2></div>

<p>Die folgende Tabelle zeigt ein von Nick Tredennick um 1995 publiziertes Klassifikations-Schema für Rechner-Paradigmen von drei grundlegenden <a href="Rechnerarchitektur" title="Rechnerarchitektur">Rechnerarchitekturen</a>.

</p>

<caption><i>Nick Tredennicks Rechner-Klassifikationsschema</i>

</caption>

<th>Rechnerklasse

</th>

<th>Ressourcen / Programmierungsquelle

</th>

<th>Algorithmen / Programmierungsquelle

</th></tr>

<tr>

<td>frühe historische Rechner

</td>

<td>fest / keine

</td>

<td>fest / keine

</td></tr>

<tr>

<td>Von-Neumann-Rechner

</td>

<td>fest / keine

</td>

<td>variabel / <a href="Software" title="Software">Software</a> (Befehlsströme)

</td></tr>

<tr>

<td>Reconfigurable Computing

</td>

<td>variabel / <a href="Configware" title="Configware">Configware</a> (Konfiguration)

</td>

<td>variabel / <a href="Flowware" class="mw-redirect" title="Flowware">Flowware</a> (Datenströme)

</td></tr></tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Varianten_von_rekonfigurierbaren_Rechensystemen">Varianten von rekonfigurierbaren Rechensystemen</h2></div>

<p>Beim <i>Reconfigurable Computing</i>, also den rekonfigurierbaren Rechensystemen wird unterschieden zwischen

</p>

<ul><li><i>feingranular rekonfigurierbar</i> wie bei <a href="Field_Programmable_Gate_Array" title="Field Programmable Gate Array">FPGAs</a> mit nur 1 Bit breiten programmierbaren Logik-Blöcken (CLBs)   und</li>

<li><i>grobgranular rekonfigurierbar</i> mit Wort-breiten (beispielsweise 32 Bit) rekonfigurierbaren Datenpfaden (rDPU: <span lang="en">reconfigurable data path unit</span>),<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> die fast mit dem <a href="Prozessor" title="Prozessor">Hauptprozessor</a> eines Computers vergleichbar sind, aber keinen <a href="Befehlsz%C3%A4hler" title="Befehlszähler">Programmzähler</a> enthalten.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Abgrenzung_zu_anderen_Rekonfigurierbarkeitsformen">Abgrenzung zu anderen Rekonfigurierbarkeitsformen</h2></div>

<p>Diese Abgrenzung erfolgt vor allem über die Ebene der Rekonfigurierbarkeit.

</p>

<ul><li>Beim <i>Reconfigurable Computing</i> 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.</li></ul>

<ul><li>Im Gegensatz dazu handelt es sich beim <i><a href="Adaptive_Computing" title="Adaptive Computing">Adaptive Computing</a></i> 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.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Nick Tredennick: <cite style="font-style:italic">The Case for Reconfigurable Computing</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Microprocessor Report</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>10</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>10</span>, 5. August 1996, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>25–27</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Reconfigurable+Computing&rft.atitle=The+Case+for+Reconfigurable+Computing&rft.au=Nick+Tredennick&rft.date=1996-08-05&rft.genre=journal&rft.issue=10&rft.jtitle=Microprocessor+Report&rft.pages=25-27&rft.volume=10" style="display:none"> </span></li>

<li>Jürgen Teich (Hrsg.) et al.: <i>Reconfigurable Computing Systems</i>. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift <i>it – Information Technology</i>, Vol. 49, 2007, Heft 3, Oldenbourg Verlag, München.</li>

<li>Christophe Bobda: <i>Introduction to Reconfigurable Computing: Architectures, algorithms and applications</i>. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-1-4020-6088-5</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">R. Hartenstein: <i>A Decade of Reconfigurable Computing: a Visionary Retrospective</i>. In: <i>Design, Automation and Test in Europe, 2001</i>. Conference and Exhibition 2001. Proceedings, S. 642–649.</span>

</li>

</ol>

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<div class="klappleiste-kopf"><a href="Programmierbare_logische_Schaltung" title="Programmierbare logische Schaltung">Programmierbare Logik</a></div>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Konzepte</b>

</td>

<p><a href="Anwendungsspezifische_integrierte_Schaltung" title="Anwendungsspezifische integrierte Schaltung">ASIC</a> •

<a href="System-on-a-Chip" title="System-on-a-Chip">SoC</a> •

(<a href="Configurable_Logic_Block" title="Configurable Logic Block">CLB</a>) •

<a href="Complex_Programmable_Logic_Device" title="Complex Programmable Logic Device">CPLD</a> •

<a href="Erasable_Programmable_Logic_Device" title="Erasable Programmable Logic Device">EPLD</a> •

<a href="Programmierbare_logische_Anordnung" title="Programmierbare logische Anordnung">PLA</a> •

<a href="Programmable_Array_Logic" title="Programmable Array Logic">PAL</a> •

<a href="Programmable_Array_Logic" title="Programmable Array Logic">GAL</a> •

<a href="PSoC" title="PSoC">PSoC</a> •

<a class="mw-selflink selflink">Reconfigurable Computing</a>

(<a href="Xputer" title="Xputer">Xputer</a>) •

Soft microprocessor •

Circuit underutilization •

High-level synthesis •

<a href="Hardwarebeschleunigung" title="Hardwarebeschleunigung">Hardwarebeschleunigung</a>

</p>

</td></tr>

<tr>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Programmiertechnik</b>

</td>

<p><a href="Gate-Array" title="Gate-Array">Masken-programmiert</a> •

<a href="Antifuse-Technologie" title="Antifuse-Technologie">Antifuse</a> •

<a href="Erasable_Programmable_Read-Only_Memory" title="Erasable Programmable Read-Only Memory">EPROM</a> •

<a href="Electrically_Erasable_Programmable_Read-Only_Memory" title="Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory">E²PROM</a> •

<a href="Flash-Speicher" title="Flash-Speicher">Flash</a> •

</p>

</td></tr>

<tr>

</td>

<p><a href="Verilog" title="Verilog">Verilog</a>

(A,

AMS) •

(<a href="Very_High_Speed_Integrated_Circuit_Hardware_Description_Language" title="Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language">AMS</a>,

VITAL) •

<a href="SystemVerilog" title="SystemVerilog">SystemVerilog</a>

(DPI) •

<a href="SystemC" title="SystemC">SystemC</a> •

AHDL •

Handel-C •

<a href="Property_Specification_Language" title="Property Specification Language">PSL</a> •

UPF •

<a href="PALASM" title="PALASM">PALASM</a> •

<a href="Advanced_Boolean_Equation_Language" title="Advanced Boolean Equation Language">ABEL</a> •

CUPL •

OpenVera •

C to HDL •

Flow to HDL •

MyHDL •

<a href="Just_Another_Hardware_Definition_Language" title="Just Another Hardware Definition Language">JHDL</a> •

ELLA

</p>

</td></tr>

<tr>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Hersteller</b>

</td>

<p>Accellera •

Achronix •

<a href="Altera" title="Altera">Altera</a> (<a href="Intel" title="Intel">Intel</a>) •

<a href="AMD" title="AMD">AMD</a> (<a href="Xilinx" title="Xilinx">Xilinx</a>) •

Aldec •

<a href="Bitmain" title="Bitmain">Bitmain</a> •

<a href="Cadence_Design_Systems" title="Cadence Design Systems">Cadence</a> •

Duolog •

Forte •

<a href="Infineon" title="Infineon">Infineon</a> (<a href="Cypress_Semiconductor_Corporation" title="Cypress Semiconductor Corporation">Cypress</a>) •

<a href="Lattice_Semiconductor_Corporation" title="Lattice Semiconductor Corporation">Lattice</a> •

<a href="Mentor_Graphics" title="Mentor Graphics">Mentor Graphics</a> •

<a href="Microchip_Technology" title="Microchip Technology">Microchip Technology</a> •

<a href="Signetics" title="Signetics">Signetics</a> •

<a href="Synopsys" title="Synopsys">Synopsys</a>

(Magma,

Virage Logic) •

<a href="Texas_Instruments" title="Texas Instruments">Texas Instruments</a> •

Tabula •

</p>

</td></tr>

<tr>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 1px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Produkte</b>

</td>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Hardware</b>

</td>

<p><a href="Stratix" class="mw-redirect" title="Stratix">Stratix</a> •

<a href="Altera#Produkte" title="Altera">Agilex</a> •

<a href="Altera#Produkte" title="Altera">Cyclone</a> •

<a href="Altera#Produkte" title="Altera">Arria</a> •

<a href="Altera#Produkte" title="Altera">Max</a> •

Kintex •

Zynq •

Virtex •

iCE

</p>

</td></tr>

<tr>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Software</b>

</td>

<p><a href="Altera#Quartus" title="Altera">Intel Quartus Prime</a> •

Xilinx ISE •

Xilinx Vivado •

ModelSim •

VTR

</p>

</td></tr>

<tr>

</td>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 2px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Proprietär</b>

</td>

<p>ARC •

<a href="Arm_Cortex-M" title="Arm Cortex-M">Arm Cortex-M</a> •

<a href="PowerPC" title="PowerPC">PowerPC</a> •

<a href="LEON" title="LEON">LEON</a> •

<a href="Lattice_Semiconductor_Corporation" title="Lattice Semiconductor Corporation">LatticeMico8</a> •

<a href="MicroBlaze" title="MicroBlaze">MicroBlaze</a> •

<a href="PicoBlaze" title="PicoBlaze">PicoBlaze</a> •

<a href="Altera_Nios" title="Altera Nios">Nios</a> •

</p>

</td></tr>

<tr>

<td class="erw-nav-gruppe" style="white-space: nowrap;text-align: right;border: 1px solid transparent;border-top: 1px solid #FFF;border-bottom: 1px solid #FFF;padding: 0 1em;"><b>Open-Source</b>

</td>

<p><a href="Java-Prozessor" title="Java-Prozessor">JOP</a> •

<a href="Lattice_Semiconductor_Corporation" title="Lattice Semiconductor Corporation">LatticeMico32</a> •

OpenCores •

<a href="OpenRISC" title="OpenRISC">OpenRISC</a> •

<a href="RISC-V" title="RISC-V">RISC-V</a> •

Zet

</p>

</td></tr>

</tbody></table></div>

</td></tr>

</tbody></table></div>

</td></tr>

</tbody></table></div></div></div><div><div class="zim-footer">

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