Die Hardware-Looping bezieht sich auf den Prozess der wiederholten Ausführung eines Codeabschnitts oder einer Abfolge von Anweisungen, ohne softwarebasierte Schleifen zu verwenden (wie "für" oder "while" -Leifen in Programmiersprachen). Stattdessen nutzt es dedizierte Hardwarekomponenten oder -funktionen, um diese Wiederholung zu erreichen. Dies erfolgt in der Regel aus Leistungsgründen, da Hardware -Schleifen häufig erheblich schneller sein können als Software -Schleifen.
So funktioniert es, abhängig vom Kontext:
* in digitalen Signalprozessoren (DSPs) und Mikrocontrollern: Viele DSPs und Mikrocontroller verfügen über spezielle Anweisungen oder Funktionen, die speziell für das Schleifen ausgelegt sind. Dies könnte das Einrichten von Schleifen und Sprunganweisungen auf eine Weise beinhalten, die für die Architektur der Hardware hoch optimiert ist. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Ausführung repetitiver Aufgaben, insbesondere diejenigen, die an Signalverarbeitung oder Steuerungssystemen beteiligt sind.
* In dedizierten Hardware -Schaltungen: In spezielleren Anwendungen kann eine Hardware -Schleife als physischer Schaltung implementiert werden, möglicherweise unter Verwendung von Schichtregistern oder anderen sequentiellen Logikelementen. Dies ist bei benutzerdefinierten Hardwaredesigns und FPGAs (Feldprogrammier-Gate-Arrays) sehr häufig, wobei die Hardware speziell auf einen bestimmten Algorithmus zugeschnitten ist. Das Verhalten der Schleife ist direkt in die Logik der Schaltung eingeteilt.
* im Speicher-abgebildeten E/O und DMA: Hardware-Schleifen können indirekt mithilfe von DMA-Controllern (Direktspeicherzugriffs) implementiert werden. Beispielsweise konfigurieren Sie einen DMA -Controller, um Daten wiederholt zwischen Speicherorten zu übertragen und eine Hardware -Schleife für die Datenübertragung ohne explizite CPU -Beteiligung effektiv zu erstellen.
Der Hauptvorteil der Hardware -Looping ist Geschwindigkeit . Da der Schleifenbetrieb direkt von der Hardware ausgeführt wird, umgeht er den Overhead, der mit Software -Schleifen zugeordnet ist, die wiederholt Schleifenbedingungen und Zweiganweisungen überprüfen müssen. Dies macht es für leistungskritische Anwendungen wie Echtzeitverarbeitung, eingebettete Systeme und Datenverarbeitung mit hohem Durchsatz außerordentlich nützlich.
Hardware -Looping erfordert jedoch ein tieferes Verständnis der Zielhardwarearchitektur und ist möglicherweise komplexer als Softwareschleifen. Die Flexibilität ist im Vergleich zur Software -Schleife häufig auch begrenzter, was bedeutet, dass die Struktur und die Parameter der Schleife normalerweise auf Hardwareebene festgelegt sind.
