December 17 2017 15:55:53
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
достоинства RISC-микропроцессоров
ФОРМАТЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ И ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЕРАЦИЙ

Перечисленные достоинства RISC-микропроцессоров определили значительный интерес к этим изделиям. В настоящее время данный вид СБИС выпускают практически все ведущие производители микропроцессорной техники - «Motorola», «Intel», «Hewlett -Packard», IBM и другие, а также ряд компаний, специализирующихся в этой области: «Sun Microsystems», MIPS.

Компания «Motorola» более 10 лет назад начала выпуск RISC-микропроцессоров семейства М860, которые используются главным образом для управления сложнофункцио-нальными объектами -лазерными принтерами, дистанционными манипуляторами и др. В последние годы широкую популярность получили RISC-процессоры и RISC-контроллеры семейства PowerPC, созданные на базе разработок консорциума компаний «Motorola», IBM, «Apple Computers», а также разработанные компанией «Motorola» RISC-процессоры семейства ColdFire, которые в значительной степени интегрируют достоинства RISC-и CISC-архитектур. В данной главе описывается архитектура и особенности функционирования основных моделей микропроцессоров и микроконтроллеров семейств PowerPC и ColdFire.

2.9.1. RISC-МИКРОПРОЦЕССОРЫ СЕМЕЙСТВА МРС60Х (POWERPC)

Начало созданию этого семейства было положено в октябре 1991 гг., когда компании IBM, «Motorola» и «Apple Computers» объявили об организации консорциума для совместной разработки и внедрения RISC-микропроцессоров новой архитектуры. Их прототипом был выбран процессор Power, используемый в широко распространенной рабочей станции RS/6000, которая выпускалась компанией IBM. Для решения этой задачи были сделаны крупные инвестиции (около 1 млрд долл.) и построен новый центр проектирования в г. Остин (Техас), открытый в мае 1992 г. Штат центра составили 300 ведущих специалистов из компаний IBM и «Motorola», в результате работы которых уже в октябре 1992 г. были получены первые образцы 32-разрядных RISC-микропроцесоров типа PowerPC 601, а с апреля 1993 г. начался их серийный выпуск. В ноябре 1993 г. началось производство следующей модели - PowerPC 603, предназначенной для использования в портативных компьютерах. В апреле 1994 г. было объявлено о выпуске более высокопроизводительной модели PowerPC 604, а в октябре 1994 г. - о создании модели PowerPC 620, которая положила начало ветви 64-разрядных микропроцессоров этого семейства. В 1995 г. появились модификации моделей PowerPC 603,604 с тактовой частотой 133 и 166 МГц, а в 1996 г. - с частотой 200 МГц. Эти модели микропроцессоров, выпускаемые фирмой «Motorola», входят в семейство МРС60х. Все микропроцессоры семейства имеют суперскалярную структуру, которая содержит от 4 до 6 параллельно работающих исполнительных устройств, обеспечивающих одновремен­ное выполнение нескольких команд.

Таким образом, менее чем за четыре года было разработано и выпущено семейство из четырех высокопроизводительных микропроцессоров, на базе которых уже реализованы десятки типов компьютеров, серверов и других цифровых систем различного назначения. Эти микропроцессоры послужили основой для создания новых семейств микроконтроллеров МРС5ххх и коммуникационных контроллеров МРС860.

В данном параграфе рассматривается архитектура и функционирование наиболее производительной 32-разрядной модели МРС604, а также дается обзор основных характеристик других моделей этого семейства, которое получило название МРС6хх.

Структура и функционирование микропроцессора МРС604. В микропроцессорах PowerPC, как и в семействе М68ххх, реализован принцип выделения отдельных ресурсов для решения задач пользователя и супервизора. В соответствии с этим принципом архитектура PowerPC содержит регистры, входящие в модели пользователя или супервизора, а также имеет ряд привилегированных команд, выполняемых только в режиме супервизора.

В регистровую модель пользователя (рис. 2.66), которая является общей для всего семейства PowerPC, входят:

•  тридцать два 32-разрядных регистра общего назначения GPR31-0 для хранения целочисленных операндов;

•  тридцать два 64-разрядных регистра FPR31-0 для хранения операндов с плавающей точкой;

•    32-разрядные регистры условий (признаков) CR и состояния при обработке чисел с плавающей точкой FPSR;

•  32-разрядные регистры XER, LR, CTR, используемые при обработке исключений.

31 0
63 0
GPR0 FPR0
GPR1 FPR1
.
.
.
.
.
.
GPR31 FPR31


31 0 31 0
CR FPSCR


31 0 31 0
XER(SPR1) LR (SPR8)


31 0
CTR (SPR9)

Рис. 2.66. Регистровая модель пользователя для микропроцессоров PowerPC

В отличие от CISC-процессоров эта регистровая модель не содержит программного счетчика PC и указателя стека SP. Отсутствие PC связано с тем, что микропроцессоры PowerPC не выполняют команд записи или чтения программного счетчика. Эти микропроцессоры не выполняют также операций со стеком (в случае необходимости стек реализуется программно), поэтому они не содержат SP.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,299,211 уникальных посетителей