Neurrira egindako txipak

Orokorrean, softwarea diseinatzea hardwarea diseinatzea baino errazagoa dela esan daiteke. Kasuen % 99an, arazo digital baten konponbiderik onena txip estandar bat erostean eta honek egin beharreko lana adieraziko duen softwarea idaztean datza. Zientzilari batzuek, ordea, bidea alderantziz egin nahi izan dute eta, agidanez, emaitza onak lortu dituzte. Bide horrek arrakasta izanez gero, txipak diseinatzeko erabili ohi den denbora eta diru-kopurua izugarri murriztuko litzateke.

Txip tradizionalak batugailu eta alderanzgailu gisako milioika elementu nimiñoz osaturik daude. Hauek guztiak sailkatzea eta elkarren artean konektatzea oso lan espezializatua, intentsiboa eta luzea da. Hori dela eta, ikertzaile-talde batzuek lan hori perfekzionatu eta erraztu nahi izan dute, Hardware konpiladore izeneko software-paketeen bidez. Pakete hauek edozein aplikazio-programa hartu eta bere funtzioak betetzen dituen txipa osatzeko behar diren osagai eta konexioen zerrenda itzultzen dute. Ondoren, beste software batek, Sare-zerrendak izenaz ezagutzen diren zerrenda hauek hartu eta zuzenean silizioan grabatu ahal izango diren txip diseinu zehatzetan bihurtzen ditu.

Zalantzarik gabe, horrek guztiak bide berri bat zabaltzen du txipen diseinuan, hardwareak diseinatzen ez dakien edonork ere bere beharretara egokitutako txipa diseinatu ahal izango duelako. Gainera, sare-zerrenda hauek edozein unetan barne-konexioak aldatuko lituzketen txip programagarrien belaunaldi berriaren gaitasuna areagotuko lukete.

Abiaduraren abantaila

Nolanahi ere, txip berri hauen abantailak ez dira diseinu soilera mugatzen. Oro har, PC arrunt batek egin ditzakeen lanak oso desberdinak dira: jolasetik testu-prozesadorera doa, diseinu-programa batetik pasaz. Software-aplikazioak goi-mailako lengoaiaren batean idatzitako aginduak dira, ordenadoreari agindu horiek ulertaraziko dizkion soft konpiladore batetik pasatzen dena. Hori dela eta, aplikazioa egikaritzen ari denean, horren kode konpilatua hartu eta PCaren prozesadore nagusiak duen zerrenda orokor batekin alderatzen da une oro. Programa bakoitzari dagokion txipa edukiz gero, prozesadoreak lana banatuko eta alderaketa horiek zerrenda txikiagoekin egingo lituzke. Horrek egikaritze-denbora murriztea ekarriko luke eta, ondorioz, abiadura izugarri azkartzea.

Orain arte aipatu ditugunez gain, diseinu-bide berri honek beste abantaila nagusi bat badu: hardwarea presta daiteke egin beharko duen lanaren bi zati desberdin paraleloki prozesatzeko. Adibidez, zenbaki-zerrenda luze bat batzeko behar den denbora bitan banatu daiteke, zerrenda bitan zatituz gero; zati bakoitza zirkuitu batean gehitzen da eta, ondoren, biak batu egiten dira.

Dudarik gabe, denbora aurrezteko erabiltzaile bakoitzaren beharretara egokitutako txipak izatea litzateke konponbiderik onena eta, itxura guztien arabera, horretan ari dira lanean. Orain arte aurkitu duten zailtasun nagusia softwarea hardware bihurtzeko sistema erraz bat aurkitzea izan da, osagai elektronikoen arteko konexio egokiak sortzea oso zaila baita. Kontuan izan behar duzu, irakurle, programa arrunt batek 500.000 osagai inguru behar izaten dituela behar bezala funtzionatu ahal izateko.

Diseinatzaile tradizionalak ordenadorez lagunduriko tresnak erabili ohi ditu osagai desberdinak kokatu eta elkarrekin konektatzeko eta, ondoren, simulazio-software baten bidez testeatzen ditu emaitzak. Hardware-konpiladoreek, berriz, txipak egiteko ohizko prozesua aldatu egiten dute: hardwarearen baliokidea lortu ahal izateko, konektatu behar den osagai-zerrenda sortzen dute softwaretik abiatuz.

Gaur egungo txip-diseinatzaileek erabiltzen duten simulazio-pakete batek (VHDL izenekoak) lan horren zati bat egin dezake, baina denbora-hutsuneak (gap direlakoak) sorrarazten ditu eta horiek ondoren konpontzea oso zaila da. Orain arte VHDL eta horri loturiko softwarea erabiltzen zuten enpresa handiek (Hewlett Packard, esate baterako) hardware-konpiladorekiko interesa agertu dute. Eta jokaera horren zergatia garbi dago: konpiladoreek izugarri merkatuko dute txipen ekoizpena.

Konexio egokiak

Ikertzaileak erabilterrazak izango diren konpiladoreak egiten saiatu dira. Esate baterako, Torontoko Unibertsitateko talde batek C programazio-lengoaiaz egindako aplikazioak konpilatzen dituen Transmogrifier izeneko hardware-konpiladorea egitea lortu du. Pentsatzekoa denez, munduan milioika erabiltzailek C lengoaia ezagutzea —eta lengoaia horren gaitasuna oso handia izatea— oso abantailatsua da.

Txipak diseinatzea gero eta merkeagoa izango da aurki. Dirua aurrezteaz gain, ordenadoreen abiadura azkartzeko eta konexio egokiagoak eskuratzeko bidea eskainiko du txipak diseinatzeko konpilatzaile berriak.

Hainbat ikertzailek erabili du jadanik teknika hori neurrirako txipak garatzeko, modemak kontrolatzeko, esate baterako. Beste talde batek bideo-kameraren irudi-mugimendua atzeman eta mugimendu horri jarraitzen dion txipa garatu du. Abiadura faktore erabakigarria da betebehar horietarako: kamerak 25 irudi ematen ditu segundoko eta, beraz, irudi bakoitza indibidualki aurkezteko datu-prozesaketa oso azkarra behar da.

Etorkizunaren atarian

Azaldu dugun bezala, abantailak asko eta era askotakoak dira, baina hardware konpiladoreek eragozpen batzuk ere badituzte. Oro har, sistema horrekin egindako txipak ez dira eskuzko prozesuetan egindakoak bezain eragingarriak izaten. Arazo baten aurrean irtenbidea bilatu behar denean, gizakiak biderik egokiena aukeratzen badaki; makinak ez, ordea. Konpiladoreek hastapen orokorrak aplikatzen dituzte eta eskainitako konponbideak ez dira beti egokienak egoera guztietan. Dena dela, arazo hori ere denbora gutxi barru konponduko dutela uste da.

Gure etxeetara, noski, ez da oraindik iritsi mota horretako mekanismorik, baina hemendik oso gutxira ez zaigu hain arrotza gertatuko hardware eta softwarearen konbinazio berria.