PIC24FJ16GA002 Paralel İşlem Bilgisayarı

Bu projenin amacı, birçok mikrodenetleyicinin (MCU) birleşik hesaplama gücünü kullanan bir bilgisayar oluşturmaktır. Tüm MCU’lar bir sorunu çözmek için işbirliği yapar. Bilgisayar “paralel işlem yapan” bir makine olarak tanımlanır ve üzerinde yürütülen algoritmalara “paralel algoritmalar” denir. Makine, birçok paralel algoritmanın geliştirilmesine, anlaşılmasına ve ince ayarına yardımcı olacak bir eğitim sistemi olarak kullanılabilir. Dijital Sinyal İşleme gibi birçok durumda yüksek performans elde etmek için de kullanılabilir.

Bilgisayar bir amatör tarafından kolaylıkla kurulabilir. Bununla birlikte, paralel algoritmaların geliştirilmesi ve uygulanması oldukça zor bir iş olduğundan, verimli kullanımı daha fazla çaba gerektirir.

Bir sonraki bölüm, paralel işlem yapan bilgisayarlara kısa bir giriş yapar. 3. Bölüm donanımı açıklarken, 4. bölüm destekleyici yazılımı (örn. PC’de çalışan yazılım) açıklar. Bölüm 5, bu paralel bilgisayarda çalışan bazı paralel algoritmaları açıklar ve gösterir. Son olarak, 6. bölüm sonuçları ve daha fazla çalışma için önerileri içerir ve 7. bölüm bazı referansları içerir.

Paralel İşleme temelleri

Bu paralel bilgisayar “Single Instruction Multiple Data” (SIMD) türündedir; bu, tüm MCU’ların aynı programı yürüttüğü, ancak her MCU’nun farklı verilerle çalıştığı anlamına gelir. (Aslında, MCU’ların yalnızca bir alt kümesinin gerçek kodu yürütürken diğer MCU’ların hiçbir şey yapmadığı durumlar vardır. Bu, bazı paralel algoritmaların doğasında vardır ve sonraki bölümde ayrıntılarıyla gösterilecektir).

MCU’lar veri alışverişi yapmak için diğer MCU’larla iletişim kurar. Böylece MCU’lar arasında bir “ağ” geliştirilmiştir. Bu ağın topolojisi, paralel makinede yürütülen algoritmaların tasarımını etkiler. Paralel makine, MCU’lar için daireler ve aralarındaki ara bağlantılar için yaylar kullanılarak grafiksel olarak temsil edilebilir. (İki MCU arasında tek yönlü veya çift yönlü iletişim olabilir).

Paralel makinede çalışan programlar MPLAB IDE 7.62 kullanılarak yazılır ve birleştirilir. MCU’ların senkronizasyonunu sağlamak için bunlar montaj dilinde yazılmalıdır. Kod daha sonra MCU’lara ya standart ICSP araçları (MCLR sinyaliyle bağlantılı olarak her MCU’nun PGC ve PGD pinlerini kullanarak) ya da kartta uygulanan bazı özel yazılımlar ve paralel port arabirimi kullanılarak indirilir.

Şu anda tüm MCU’ların “tek adımlı” programlanması için herhangi bir yöntem uygulanmamaktadır. Bir sonraki sürüm böyle bir araç sağlayacaktır. Şu an için geliştirilmiş basit yazılım, Visual Basic 2005 Express Edition (Microsoft’tan ücretsiz indirilebilir) ile çalışmaktadır.

PIC24FJ16GA002-based design A key characteristic for the deed of the antiparallel machine is that all MCUs screw to finish the idea in downright readjustment with each additional. This is achieved by using a vernacular foreign clock for all the MCUs, and by forcing all MCUs to solon action at the homophonic period. This is something that is feasible with the PIC24FJxx sept.

The programm implments the summing tree algorithm. There are 5 variations: root, middle L, middle R, leaf L, leaf R. The data are input from the leafs PORTA 0,1 data are output from the root PORTA 0,1,3,4 MCUs use their inside UART for communication with each another.

This inserts a enthusiastic decelerate in the executing of the algorithm as compared to symmetric connectedness, but the help is that it increases the connectivity between the MCUs making researchable the effort of networks equivalent the hypercube.

The succeeding illustration shows the block plot of the comparable computer (line that the connectedness material is not shown as it is baculiform by the mortal!)