23. Классификация цсп: суперскалярные процессоры, процессоры vliw.

Суперскалярные процессоры.

Основн.особенности: наличие модуля, который определяет какие команды м\б исполнены параллельно и группирует их для совместного исполнения.

LSI 40xZ( 16 разрядный)

ПП-память программ, ПД- память данных. Модуль команд кроме КЭШа собержит узел предвыборки команд. Модуль данных так же содержит узел переработки данных, кроме того он поддерживает организацию 2х циклических буферов. В вычислительном модуле 2 АЛУ могут быть объединены в один модуль для выполнения операций над 32 разрядными операциями. Узлы МАС способны выполнить две операции умножения 16х16 с накоплением или одну операцию умножения 32х32 с накоплением 40 разр. результата.. В процессоре 5ти стадийный конвеер:1) выборка декодирования 2) группировка.3)чтение 4)выполнение 5) запись. конвейер может простаивать если требуются дополнительные

такты для заполнения КЭШа команд или данных

Процессоры VLIW

VLIW –– это процессоры с очень длинным командным словом.

1.Они являются вторым этапом после RISC-процессоров ––им присущен процесс перенесения сложности с процессора в компелятор. VLIW-процессоры используют набор команд удобный для параллельного конвеерного исполнения. Эти команды можно называть пакетами risc подобных команд. Группировка в пакеты осуществляется не модулем процессора, а компелятором или программистом.

2.Компелятор на этапе трансляции получает больше сведений о зависимостях команд, чем суперскалярный процессор “на ходу”. Это позволяет эффективнее распараллеливать выполнение программ.

“+” упростить модули процессора; Увеличить число одновременно выполняемых команд

“–” разработка таких компиляторов очень сложная задача.

VLIW TMS320C6x (TI) в 1996 г.

L,D,M,S – 8 исполнительных модулей разбиты на две группы. Модули в качестве операндов и получателей используют регистры.

1) L –– 32/40 разрядные арифм. операции;

32 разрядные логические ;

операции нормализации( для чисел с плавающей точкой).

2) S –– 32 разрядные арифмет. Операции

32/40 разрядные операции сдвига с отдельн. Битами

32 разр. логические

генерация константы.

3) M –– умножение с плавающей точкой

умножение с фиксированной точкой

4) D –– генерация адресов данных для линейных и циклических буферов

Ассемблер данного процессора позволяет выполнять один из 3 ур-ей абстракции: 1)с указанием номера и названия модуля М1 или М2; 2)указывается только тип модуля например М; 3)Линейный ассамблер (параллельно выполняемые команды, использованные регистры, используемые функциональные модули).

Motorola/Freescale ( ядро Star Core Lucent)

4 блока АЛУ данных. 2 устройства генерации адреса. Модули могут одновременно выполнять до шести различных простых команд типа RISC.

24. Основные семейства цсп фирм Texas Instruments, Freescale (Motorola), Analog Devices.

Analog Devices

1)SHARC – улучш. стандартн. с плав. точкой. Используется для работы с аудио сигн., измерит. оборудованием, мед. приборами.

2) TigerSHARC – суперскалярные с плав. точкой. Могут исполнять до 4 инструкций одновременно. Допускают объедиение нескольких DSP в многопроцессорные конфигурации. В старших моделях очень большой объем внутренней памяти. Не применяется в потребительских устройствах (выс. цена). Исп-ся в базовых станциях, локаторах и т.д.

3) Blackfin – дешёвый улучш. стандартн. DSP с фикс. точкой. Их архитектура была разраб. совместно с Intel. MSA – Micro Signal Architecture. Есть встроенные средства для ускорения обработки видео. Бывают двухядерными.

4) SigmaDSP – узкоспециализированные DSP для обработки аудио. В системе команд нет условных и безусловных переходов, нет циклов и прерываний. На кристалле интегрированы АЦП и ЦАП, звуковые интерфейсы. В рамках семейств процессоры отличаются тактовой частотой, объемом внутр. памяти, интегрированными устройствами и интерфейсами, энергопотреблением.

Texas Instruments

1) TMS 32C2000 – можно отнести к пограничному семейству между стандартными и улучшенными стандартными. Дешевые, малопотребл.

2) TMS 32C5000 – более прозводит. чем 2000, сравнительно малоэнергопотребл.

3) TMS 32C6000 – VLIW – высокопроизводительное семейство. Есть многоядерные процессоры (до 3 ядер).

Гибридн.:

4) ОМАР – младш. модели содержат одно ядро ARM (RISC-процессоры). Старш. ARM (OC Linux) + C6000

5) DaVinci ARM+C6000 – большая производительность, интегрированные средства для обработки видео, ориентирован на HD.

6) MSP 430

7) Stellaris

Freescale

1) DSP 563xx – DSP общего назначения. Можно отнести к улучшенным стандартным. Дешев, малопотребл.

2) Symphony – специализир. DSP. DSP 563xx+аудио интерфейс. Есть двухядерные.

3) StarCore – VLIW – ориентирован на выс.требоват. задачи. Макс. 6 ядер, может воспр. до 24 MAC на такт.