Structuri și sisteme de calcul întrebări lucrare intersemestrială

Sa se prezinte succint evoluţia sistemelor numerice, cu specificarea succintă a tehnologiilor utilizate.

Generaţia I ( 1946-1956 )

-Hardware calculatoare: relee, tuburi electronice, tambur magnetic, tubcatodic.

-Software calculatoare: programe cablate, cod maşină, autocod.

Exemple de calculatoare: ENIAC, EDVAC, UNIVAC 1, IBM 650,CIFA 1-4, CIFA 101-102, MARICCA, MECIPT-1 .

-Tehnologia telecomunicaţiilor: teletype, telefon.

-Performanţele calculatoarelor: capacitate memorie 2 Koct, viteza deoperare 10.000 instr/s.

Generaţia a II-a ( 1957 - 1963 )

-Hardware calculatoare: tranzistoare, memorii cu ferite, cablaj imprimat, discurimagnetice.

-Software calculatoare: limbaje de nivel înalt (Algol, FORTRAN).

-Exemple de calculatoare: NCR 501, IBM 7094, CDC 6600, DACICC-1/2,CET 500/501, MECIPT-2, DACICC-200.

-Tehnologia telecomunicaţiilor: transmisiuni numerice, modulaţie în coduri de impulsuri.

-Performanţele calculatoarelor: capacitatea memoriei 32 Koct, viteza de operare2.000.000 instr/s.

Generaţia a III-a ( 1964 -1981 )

-Hardware calculatoare: circuite integrate, memorii semiconductoare, cablajimprimat multistrat, microprocesoare, discuri magnetice, minicalculatoare.

-Software calculatoare: limbaje de nivel foarte înalt, programare structurată, LISP,sisteme de operare orientate pe limbaje ( Algol, Pascal ), timp partajat, grafică pecalculator, baze de date.

-Exemple de calculatoare: IBM 360-370, PDP11/XX, Spectra 70, Honeywell 200,

Cray-1, Illiac IV, Cyber 205, RIAD 1-2, Felix C-256/512/1024, Independent 100/102F,Coral 4001/4030, Felix MC-8, Felix M18, M18-B, Felix M118, Felix M216.

-Tehnologia telecomunicaţiilor: comunicaţii prin satelit, microunde, reţele, fibreoptice, comutare de pachete.

-Performanţele calculatoarelor: capacitatea memoriei 2 Moct, viteza de operare 5mil.op/s.

Generaţia a IV-a ( 1982 - 1989 )

-Hardware calculatoare: VLSI, sisteme distribuite, discuri optice, microcalculatoar de 16/32 biţi,superminicalculatoare, supercalculatoare.

-Software calculatoare: sisteme de operare evoluate, ADA, pachete de programe delargă utilizare, sisteme expert, limbaje orientate pe obiecte, baze de date relaţionale.

-Exemple de calculatoare: IBM-43xx, VAX-11/7xx, IBM-308x, RIAD3, Coral 4021,Independent 106, Felix 5000, Coral 873, Felix PC.

-Tehnologia telecomunicaţiilor: reţele integrate de comunicaţii numerice (digitale).

-Performanţele calculatoarelor: capacitatea memoriei 8 Moct, viteza de operare 30mil.instr/s.

Generaţia a V-a ( 1990 - )

-Hardware calculatoare: tehnici evoluate de împachetare şi interconectare, ULSI,proiectare circuite integrate 3D, tehnologii Ga-AS şi Josephson, componente optice,arhitecturi paralele pentru prelucrarea inferenţelor, reţele neuronale.

-Software calculatoare: sisteme de operare cu interfaţă evoluată cu utilizatorul, limbajeconcurente, programare funcţională, prelucrare simbolică (limbaje naturale, recunoaştereaformelor: imagini/voce), Prolog, baze de cunoştinţe, sisteme expert evoluate, CAD, CAM,CAE, multimedia, realitate virtuală, web.

-Exemple de calculatoare: staţii de lucru, supercalculatoare, reţele de supercalculatoare,proiectul japonez şi alte proiecte elaborate în unele ţări sau grupuri de ţări din Europa.

-Tehnologia telecomunicaţiilor: dezvoltarea extensivă a sistemelor distribuite, reţelelocale, reţele din fibră optică de mare capacitate, reţele de transmisii radio la frecvenţe deordinul GHz cu spectru împrăştiat, telefonie digitală mobilă, fuzionarea tehnologiilorcomunicaţiilor şi calculatoarelor, Internet.

-Performanţele calculatoarelor: capacitatea memoriei zeci-sute Moct, viteza de operare 1Ginstr - 1 Tinstr/s.

2.1. Definiți succint structurile FPGA

Ariile de Porţi Programabile (FPGA) reprezintă structuri bidimensionale formatedin blocuri logice (CL) şi de bistabile (FF), prevăzute cu facilităţile necesare configurării de către utilizator, atât a interconexiunilor între blocurile logice, cât şi a

funcţiei fiecărui bloc.

2.2. Să se prezinte succint organizarea structurală a unui FPGA.

Din punct de vedere structural FPGA-urile constau în elemente logice, interconexiuniprogramabile şi memorii.

Plecând de la organizarea internă a blocurilor FPGA-urile se pot plasa în următoarele structuri:

1. reţele simetrice

2. structuri bazate pe linii

3. structuri ierarhice

1.2. Să se prezinte nivelurile de abstractizare în sistemele de calcul convenţionale, cu detalierea succintă PMS pe componente structurale.

2.1. Să se prezinte succint componentele structurale de bază ale ariilor de porţi programabile FPGA.

Componentele structurale de bază ale ariilor de porţi, de tip FPGA, sunt:

• blocurile logice programabile,

• reţele de perechi de tranzistoare NMOS şi PMOS, comutatoare de tip T-gates;

• reţele de porţi logice combinaţionale (NAND, XOR etc);

• multiplexoare;

• tabele asociative (lookup tables) cu n intrări;

• structuri SI-SAU cu multe intrări.

• comutatoarele programabile

Comutatoarele sunt realizate cu ajutorul tranzistoarelor NMOS (tranzistoare de trecere/pass

transistors), care asigură o bună transmisie a semnalului logic “0”, sau cu ajutorul cuplurilor detranzistoare NMOS/PMOS (porţi T/T-gates), care au avantajul unei bune transmisii a ambelor valori (“0”/”1”) ale semnalelor logice.

• traseele de interconectare (routing).

• O conexiune directă, un segment, între două puncte, fără comutatoare între ele, vapurta numele de fir.

•O înlănţuire de segmente, care conţin şi comutatoare prin care se transmite unsemnal dat se numeşte traseu.

Tehnicile de interconectare sunt acelea care stabilesc raportul între ariile ocupate de către partea logică şi partea de interconectare, din cadrul unui FPGA.

2.3. Să se prezinte succint fluxul proiectării cu FPGA

VERILOG