Čo je hardvérové ​​opakovanie?

Hardvérová slučka sa vzťahuje na proces opakovaného vykonávania časti kódu alebo postupnosti pokynov bez použitia softvérových slučiek (napríklad „For 'alebo` Whine' Loops v programovacích jazykoch). Namiesto toho využíva vyhradené hardvérové ​​komponenty alebo funkcie na dosiahnutie tohto opakovania. Zvyčajne sa to robí z dôvodu výkonnosti, pretože hardvérové ​​slučky môžu byť často výrazne rýchlejšie ako softvérové ​​slučky.

Takto to funguje, v závislosti od kontextu:

* v procesoroch digitálneho signálu (DSP) a mikrokontrolérov: Mnoho DSP a mikrokontrolérov má špecializované pokyny alebo funkcie špeciálne navrhnuté na slučku. Môže to zahŕňať nastavenie počítadiel slučiek a pokyny pre skok spôsobom, ktorý je vysoko optimalizovaný pre architektúru hardvéru. To umožňuje veľmi efektívne vykonávanie opakujúcich sa úloh, najmä tých, ktoré sa podieľajú na spracovaní alebo riadiacich systémoch signálu.

* V vyhradených hardvérových obvodoch: V špecializovanejších aplikáciách je možné hardvérovú slučku implementovať ako fyzický obvod, napríklad pomocou registrov Shift alebo iných sekvenčných logických prvkov. Toto je veľmi bežné v vlastných hardvérových dizajnoch a FPGA (polia s programami Field-Programmable Gate), kde je hardvér špecificky prispôsobený konkrétnemu algoritmu. Správanie slučky je priamo kódované do logiky obvodu.

* v pamäti mapovaných I/O a DMA: Hardvérové ​​slučky sa môžu nepriamo implementovať pomocou ovládačov I/O alebo priameho prístupu k pamäti (DMA). Napríklad môžete nakonfigurovať ovládač DMA na opakované prenos údajov medzi miestami pamäte, čím efektívne vytvára hardvérovú slučku na prenos údajov bez explicitného zapojenia CPU.

Kľúčovou výhodou hardvérovej slučky je rýchlosť . Pretože operácia opakovania sa zaoberá priamo hardvérom, obíde režijné náklady spojené so softvérovými slučkami, ktoré musia opakovane kontrolovať podmienky slučky a pobočky pokynov. Vďaka tomu je mimoriadne užitočné pre kritické aplikácie výkonu, ako je spracovanie v reálnom čase, vstavané systémy a vysoko výkonné spracovanie údajov.

Hardvérová slučka si však vyžaduje hlbšie pochopenie architektúry cieľovej hardvéru a môže byť zložitejšia na implementáciu ako softvérové ​​slučky. Flexibilita je tiež často obmedzenejšia v porovnaní so softvérovým slučkom, čo znamená, že štruktúra a parametre slučky sú zvyčajne pevné na úrovni hardvéru.

• Predchádzajúca strana: Ako je hardvér fyzické rozhranie? 
• Ďalšia strana: Aký je rozdiel medzi Intel P6100 a T6200?