Una ruta de datos es una colección de unidades funcionales como unidades aritmético lógicas (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 usando 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. Para lograr una adición eficiente se necesita 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 fines 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 importantes ahorros 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. Puede utilizarse para diseñar lógica digital o programas informáticos . [5] [6]
Los FSMD son esencialmente programas secuenciales en los que las instrucciones se han programado en estados, lo que da como resultado diagramas de estados más complejos. Aquí, un programa se convierte en un diagrama de estados complejo en el que los estados y arcos pueden incluir expresiones aritméticas , y esas expresiones pueden utilizar entradas y salidas externas, así como variables. El nivel de abstracción de FSMD a menudo se conoce como el nivel de transferencia de registros .
Las FSM no utilizan variables ni operaciones/condiciones aritméticas, por lo que las FSMD son más potentes que las FSM. Una FSMD es equivalente a una máquina de Turing en cuanto a expresividad.
Todas las computadoras tienen una CPU que se puede dividir en dos partes. La primera es la ruta de datos, que es una red de unidades de almacenamiento (registros) y unidades aritméticas y lógicas... conectadas por buses... donde la sincronización está controlada por relojes.