Alternative Rechnerarchitekuren (Teil 2)
Beispiel für die Realisierung eines >S<puters
Die Struktur der s-Unit mit fest verdrahteten AUs sowie CoUs und konfigurierbaren Wegen zwischen diesen Teileinheiten legt zunächst fest, dass die Multiplexer das programmierbare Element sind. Die feste Verdrahtung insbesondere der AUs hält die Anzahl der zu ladenden Bits gering. In einer weiteren Stufe der Flexibilisierung könnten auch die AUs programmierbar sein. Auf einfachen Strukturen wie NAND-Gattern oder disjunktiven Normalformen (DNF) aufbauend wäre eine nahezu beliebige Funktionalität bereits in einer AU integrierbar.
Arithmetic Units beinhalten beispielsweise folgende Funktionalitäten:
Arithmetische Verknüpfungen: Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division
Logische Verknüpfungen wie AND, OR, XOR, NOT, (Zweier-)Komplement
Shift-Funktionen wie arithmetische oder logische Shifts nach rechts/links
Bedingte Datentransfers, abhängig von den Eingangsbits (2-Wege-Multiplexer; im Unterschied zu Mul_C- und Mul_D-Typen zur Laufzeit umschaltbar)
Die Basis für die Programmierung der Struktur, also der beiden Multiplexer-Typen, besteht in RAM-Zellen. Damit ist eine sehr schnelle Konfigurierung gewährleistet, während andere Technologien wie EEPROM längere Zeit benötigen und eher für den Einsatz von programmierbaren AUs denkbar wären. Mit n Bit lassen sich 2n Wege schalten. Für einen Mul_C bei 32 Eingängen wären somit 2 x 5 Bit und für einen Mul_D fünf Bit zur Konfigurierung notwendig.