Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Особливості RISC-процесорів

Читайте также:
  1. БОЙОВЕ ЧЕРГУВАННЯ, ОСОБЛИВОСТІ ВНУТРІШНЬОЇ СЛУ- ЖБИ В ПАРКАХ, ПІД ЧАС РОЗТАШУВАННЯ ВІЙСЬК НА ПОЛІ- ГОНАХ ТА ЇХ ПЕРЕВЕЗЕННЯ
  2. Вікові особливості системи залоз внутрішньої секреції.
  3. Державність та право Галицько-волинського князівства, їх особливості.
  4. Економіка України як єдиний господарський комплекс. Особливості та стан формування.
  5. Економічні моделі дозволяють виявити особливості функціонування економічного об'єкту і на цій основі передбачити майбутню поведінку об'єкту при зміні якихось параметрів.
  6. Загальна характеристика АРМ, особливості та етапи автоматизації економічної інформації
  7. Інформаційні бази даних (БД), їх особливості

 

Прагнення підвищення продуктивності комп'ютерів нерозривно пов'язано з ускладненням архітектури їх процесорів, збільшенням числа виконуваних команд, способів адресації і, як наслідок, збільшення довжини команд, числа їх форматів. Все це ускладнює і уповільнює процес дешифрування команд, структуру пристрою управління, призводить до необхідності використання мікропрограмного управління замість більш швидких ПУ з жорсткою логікою.

Ще в 70-х роках було відмічено, що із загального набору команд найчастіше використовуються тільки 20%, тому була висунута ідея створення процесора, що виконує мінімально можливе число команд, названого RISC-процесором - процесором зі скороченим набором команд. Якщо в звичайних процесорах, названих в наступний час CISC-процесорами може використовуватися до 500 команд, то в RISC-процесорах - близько 30.

Всі існуючі RISC-процесори базуються на обробці даних в форматі команд "регістр-регістр". В процесі реалізації програм RISC-процесори повинні за мінімальний час оновлювати вміст арифметичних регістрів процесора. Існують два підходи до вирішення проблеми модифікації регістрів: апаратний і програмний. Перше - апаратне рішення, назване механізмом перемикання множинних перекриваючих вікон, було реалізовано Паттерсоном і Секуіном в проекті RISC-1. Суть цього рішення така: RISC-процесор містить 138 регістрів для зберігання даних, причому 10 з них глобальні, прозорі для всіх програм, решта 128 регістрів розбиті на вісім перекриваючих вікон, що містять по 22 регістра. У кожен момент часу поточна програма спостерігає 10 глобальних регістрів і одне вікно, тобто всього 32 регістра.

Схема взаємодії регістрів RISC-процесорів приведена на рис.3.1.

Рисунок 3.1. Схема взаємодії регістрів RISC-процесорів

Регістри розділені на три частини (верхня, середня, нижня). У верхній частині кожного вікна розташовуються параметри, що належать процедурі наступного вікна, у нижній частині - процедурі попереднього вікна, у середній - пов'язані з поточною процедурою. При виклику процедури В з процедури А, активне вікно регістрового файлу зміщується на шістнадцять позицій так, що верхні регістри процедури А перекриваються нижніми регістрами процедури В.

Перекриваючі зони двох вікон - це фізично одні й ті ж регістри, доступні обом процедурам. Ці зони використовуються для передачі параметрів, адрес повернення і дозволяють переходити до іншої процедури без обміну даними з ОП. Для звернення до процедури достатньо перемістити покажчик активного вікна РФ. Коли всі вікна РФ зайняті, необхідно виконувати звільнення одного або декількох реєстрових вікон тобто "Опускати по трапу" в ОП вміст регістрів цих вікон. Дане рішення збережено тільки в мікропроцесорі SPARC, в яких поточна програма бачить вікно з 32 регістрів, але кількість глобальних, верхніх, середніх локальних і нижніх однаково - по вісім у кожній зоні.

У проекті Omega, розробленому в технологічному університеті м. Аахен (Німеччина), для швидкого збереження реєстрових вікон використовується спеціальна пам'ять, яка була названа регістровим пулом. Цей регістровий пул розташовується між ОП комп'ютера і регістровим файлом процесора. При виконанні команд виклику процедур і повернення регістровий файл і прилягаючий до нього регістровий пул зміщуються на одне вікно, при цьому між ними здійснюється обмін вмістом вікон (рис.3.2).

Рисунок 3.2. Реалізація виклику процедури і повернення до програми в проекті “Омега”

В даний час найчастіше використовується програмне рішення, за допомогою якого організовується обмін інформацією між основною пам'яттю і регістровим файлом RISC-процесора. Такий регістровий файл розглядається як кеш-пам'ять. Виклик будь-якої процедури пов'язаний з передачею невеликого числа параметрів. Локальні параметри, що належать реалізованій процедурі, можуть бути втрачені після її завершення. Дослідні дані показують що в 98 випадках виклику процедур достатньо передати не більше 5 параметрів. Основні характеристики сучасних RISC-процесорів представлені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1.

МП-RISC Alpha Alpha MIPS Ultra SPARC II Ultra SPARC III PA8000
Фірма DEC DEC MIPS SUN SUN HP
Розряд ШД/ША 64/40 64/44 64/40 64/40 128/43 64/40
SPEC 95fp            
SPEC 95int            
Регістровий файл 32/32 80/72 64/64 144/32 - -
Число конвеєрів            
Кэш L1 (размер) 8/8КБ 64/64КБ 32/32КБ 16/16КБ 64/32КБ Нет
Число елементів 9,3млн 15,2млн 6,8млн 3,8млн 16млн -
Число виводів   -       -
Частота МГц 266/300   250,350 250,350    

Перший RISC-процесор був розроблений в Каліфорнії в університеті Берклі і називався RISC-1. Компанія Sun Microsystems в кінці 70-х розробила процесор SPARC з 75 командами. Найбільшими виробниками RISC-процесорів в даний час є компанії Sun Microsystems, HP, IBM, MIPS, DEC. З метою підвищення продуктивності звичайних МП, багато ідей раніше використовувані в RISC-структурах, стали використовуватися і в універсальних МП, починаючи з 486.

 


Дата добавления: 2015-10-28; просмотров: 152 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Розрядний мікропроцесор 80286 | Мікропроцесор 80386 | Мікропроцесор 486 DX | Мікропроцесор Pentium | Мікропроцесор Pentium Pro, Pentium II | Мікропроцесор AMD-K6 | Програмований паралельний інтерфейс 8255 | Програмований контролер переривання 8259А | Контролер прямого доступу до пам’яті 8237А | Інтервальний таймера 8254. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Система реального часу| RISC-процесор Alpha 21164 компанії DEC

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)