8. Регистровая модель  процессора

   

                                                                                                                    Flags

        

                

      

      

Регистровая модель процессора состоит из

1 PC- 32-x разрядный счетчик команд; C его помощью устройство выборки команд считывает слова, начиная с адреса на 1 большего значения  записанного в PC

2 BVA- 32-разрядный регистр в него записывается адрес плохой страницы. Т.е. когда идет обращение к какой то странице памяти не находящейся в оперативной памяти происходит запись адреса этой страницы в BFA, а затем с помощью этого адреса происходит загрузка страници в ОП.

3 Flags – 8-разрядный регистр регистр флажков. Если происходит  одно из событий, которые могут отражаться в этом регистре, то происходит установка того или иного флажка.

Z- признак нулевого результата

C- признак переноса из старшего разряда

S- знак результата 

O- признак  переполнения

I- флаг прерывания

T- флаг ловушки

U- флаг пользователь/супервизор

PL- флаг уровня  привелегий 

4 TLBP- 32-разрядный регистр указатель на таблицу переадресации

5 TINT – 32-разрядный регистр указатель на таблицу векторов прерываний

6 8 - 32-разрядных регистров  общего назначения  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. Сопроцессор 

      Сопроцессор нужен для выполнения операций над  числами с плавающей точкой.

      Схема совместной работы ЦП и сопроцессора выглядит следующим образом.

        

wait

  

                                                           
 
 
 
 

Вариант организации  работы:

1. Оба процессора просматривают поток команд и каждый выбирает свою
2. Все операции с адресами делает ЦП
3. С точки зрения ЦП набор команд с ПТ это одна команда
4. Сигнал wait необходим для проверки того занят ли сопроцессор вычислениями или нет. Он проверяет вход busy.

Форматы данных

  Как было сказанно выше  сопроцессор  нужен для работы с числами  пре дставленными в формате с плавающей точкой.

  Существует  три вида чисел с плавающей  точкой

1. 32- разрядное
2. 64- разрядное
3. 80 – разрядное (для внутренних вычислений)

Вид  чисел  с ПТ См выше (глава типы данных). 

10. Регистровая модель  сопроцессора

 

      

      

                

        

    

 

Регистровая модель сопроцессора состоит из

1 8 32- разрядных РОН

2 SR- регистр статуса. В нем отражаются все процессы и события происходящие в сопроцессоре.

B- бизи-бит показывает свободен или занят сопроцессор

Z- флаг  нуля

S- флаг  знака

O-переполнени

I-разрешение  прерывания

IR-запрет  прерывания

PE-потеря  точности

UE-денормализация

OE-переполние

ZE-деление  на ноль

IE-недействительный  операнд. 

3 CR- регистр  управления. С его помощью происходит  управление арифметическими операциями происходящими в сопроцессоре

IC – тип  арифметики: 0- афинная

1. проекционная

      Афинная – обычная арифметика  и ±¥

      Прекционная только ±¥

RC-режим  округления

00- к ближнему  целому 

       01- к -¥

       10- к +¥

11- к 0

PC-способ выдачи информации

00-80-разрядов

01- 32 - разряда

10- 64-разряда

Masks- позволяет  маскировать прерывания.

4 ER- регистр ошибок в него записывается КОП, адрес команды и операции, которые вызвали ошибки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

11. Система команд  процессора и сопроцессора 

 
 

1 Обращение к памяти по чтению и записи.

      С помощью этих команд можно заносить данные и регистров в память и читать их оттуда.

2 Арифметические  и логические  операции с ФТ

      Позволяют производить известные операции с числами с ФТ, которые хранятся в регистрах или с непосредственными  операндами

3 Специальные  операции.

      Позволяют работать с системными регистрами, заносить туда информацию и считывать ее от туда. Команды с 40 по 46 возможны только в режиме супервизора. В пользовательском режиме они недоступны.

4 Арифметические  операции с ПТ

      Известные операции аналогичные с ФТ, плюс операции сдвигов влево и вправо. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

12. Структура внешних выводов процессора

 

 

 

      Процессор имеет совмещенную шину адреса и  данных (AD). Сигнал ALE используется для фиксации адреса на внешнем регистре-защелке. Пара сигналов HLD и HLDA используется для реализации механизма захвата шины. Сигнал INT является  сигналом запроса прерывания. Сигнал NMI – запрос немаскируемого прерывания.

      Линии RD(чтение), WR(запись), IN(ввод), OUT(вывод), задают выполняемую на шине операцию.

      Сигналы CC0, CC1, Wait используются для взаимодействия с сопроцессором. Линии CC0, CC1 служат для синхронизации работы с мат сопроцессором.

 

      На  контакт WAIT поступает сигнал об окончании вычислений

      По  шине FFLAGS в ЦП передаются флаги от сопроцессора

      Контакт READY служит для приема сигналов готовности от медленных внешних устройств

      Общее число выводов процессора составляет 65, поэтому процессор размещается  в стандартном 68 выводном корпусе. Оставшиеся ножки подаются на «Земля» или «Питание»

      13. Структура внешних выводов сопроцессора

 
 
 

      В сопроцессоре на вывод FPBUSY подается единичный сигнал указывающий на то, что сопроцессор занят. По линии FPINT выдается сигнал прирывания в случае ошибки. Назначение остальных выводов такое же как и у ЦП.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       14. Структурная схема  процессора 
 
 

      

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1 Устройство предвыборки команд осуществляет опережающую выборку. Это позволяет избежать простоя процессора в циклах выборки команд. Устройство считывает из памяти слова начиная с адреса на 1 большего значения записанного в PC. Очередное слово из очереди подается на дешифратор. Освободившаяся позиция в конце очереди заполняется следующей командой.

      2 Дешифратор команд получает слово  от устройства предвыборки и  дешифрует его. Преобразованный  код записывается в регистр  команд.

      3 Регистр команд хранит команду  полученную от дешифратора.

      4 Счетчик команд содержит адрес  выполняемой в данный момент команды.