Una ruta de datos es una colección de unidades funcionales , como unidades lógicas aritméticas (ALU) o multiplicadores que realizan operaciones de procesamiento de datos, registros y buses . [1] Junto con la unidad de control compone la unidad central de procesamiento (CPU) . [1] Se puede crear una ruta de datos más grande uniendo más de una ruta de datos mediante multiplexores .
Una ruta de datos es la ALU, el conjunto de registros y los buses internos de la CPU que permiten que los datos fluyan entre ellos. [2]
El diseño más simple de una CPU utiliza un bus interno común. Una adición eficiente requiere una estructura de tres buses internos un poco más complicada. [3] Muchas CPU relativamente simples tienen un archivo de registro de 2 lecturas y 1 escritura conectado a las 2 entradas y 1 salida de la ALU.
A finales de la década de 1990, hubo una creciente investigación en el área de rutas de datos reconfigurables (rutas de datos que pueden reutilizarse en tiempo de ejecución utilizando una estructura programable ), ya que dichos diseños pueden permitir un procesamiento más eficiente, así como ahorros sustanciales de energía. [4]
Una máquina de estados finitos con ruta de datos ( FSMD ) es una abstracción matemática que combina una máquina de estados finitos , que controla el flujo del programa , con una ruta de datos. Se puede utilizar para diseñar lógica digital o programas informáticos . [5] [6]
Los FSMD son esencialmente programas secuenciales en los que las declaraciones se han programado en estados, lo que da como resultado diagramas de estados más complejos. Aquí, un programa se convierte en un diagrama de estado complejo en el que los estados y arcos pueden incluir expresiones aritméticas , y esas expresiones pueden usar entradas y salidas externas, así como variables. El nivel de abstracción FSMD a menudo se denomina nivel de transferencia de registro .
Los FSM no utilizan variables ni operaciones/condiciones aritméticas, por lo que los FSMD son más poderosos que los FSM. Un FSMD es equivalente a una máquina de Turing en expresividad.
Todas las computadoras tienen una CPU que se puede dividir en dos partes. El primero es el datapath, que es una red de unidades de almacenamiento (registros) y unidades aritméticas y lógicas... conectadas por buses... donde el tiempo es controlado por relojes.