14. Основные направления развития risc-архитектуры.

Большое влияние на раз­витие RISC-архитектуры оказали разработки в исследовательском Центре Беркли, известные под названием RISC I и RISC II. Это 32-разрядный МП, каждая команда которого доступна 32 32-разрядным регистрам. Кроме основного 32-разрядного слова могут использоваться 8-разрядные байты и 16-разрядные полуслова данных. В памяти принята байт-ориентированная адресация. Архитектуру отличают ряд особенностей, которые получили дальнейшее распространение с различными модификациями:

- усовершенствованный режим непосредственной адресации, заключающийся в возможности использования двух размеров непосредственных операндов и, как следствие этого, двух форматов команд: короткого непосредственного и длинного непосредственного. Необходимость введения двух форматов была обусловлена стремлением сократить число обращений в ОП за счет размещения констант непосредственно в коде команды.

Формат короткой команды (а), которая имеет две модификации, определяемые битом 13. Если бит 13 содержит 0, то поле 0-12 представляет 13-разрядное короткое непосредственное слово. Если бит 13 содержит 1, тогда биты 0-4 представляют адрес регистра, содержащего второй операнд - значение второго источника. В этом случае биты 5-12 не используются. Бит 24 является би­том условия.

Второй формат команд - это формат с длинным непосредственным (б). В этом формате используется только один регистр-приемник и 19-битовое непосредственное слово.

- Согласно общей концепции RISC-архитектуры, процессор реа­лизует принцип "загрузка-хранение", который означает, что ариф­метические операции могут выполняться, адресуясь только к реги­страм. Команды "загрузка" и "хранение" применяются для обмена данными между регистрами и памятью. В этих командах формирование эффективного адреса может быть реализовано разными способами:

в формате короткого непосредственного как (регистр) + (регистр) или (регистр) + короткое непосредственное;

в формате длинного непосредственного как (PC) + длинное не посредственное, где (PC) - это содержимое счетчика команд.

- Команды передачи управления. Обычно команда перехода выполняется как относительная по счетчику команд, либо индексируемая содержимым регистра.

- Арифметика RISC-процессора отличается высокой сте­пенью дробления конвейера, это позволяет увеличивать тактовую частоту.

- RISC-процессоры по принципу организации ориентирова­ны на реализацию всех способов ускорения арифметических опе­раций, поэтому они обладают высоким быстродействием.

15. Транспьютер, особенности архитектур вс, использующих транспьютеры.

Отличительной особенностью транспьютера является интеграция на одном кристалле процессора и коммуникационных интерфейсов. Название транспьютер, присвоенное этому микропроцессору, образовано из сочетания слов транзистор и компьютер, что подчеркивает реали­зацию законченного компьютера в однокристальном исполнении.

Транспьютер используют в качестве ускорителей персональ­ных компьютеров (ПК) и рабочих станций, компьютеров общего назначения, процессорных элементов в многопроцессорных систе­мах, а также встраиваемых микропроцессоров в системы и изделия разного назначения.

Структура транспьютера Т800.

На одном кристалле располагается центральный процессор (ЦП), обрабаты­вающий целочисленные величины, 64-разрядный блок обработки данных с плавающей точкой (БПТ), внутренняя память (ОП) объе­мом в 4 Кбайт, интерфейс с внешней (внекристальной) памяти (ИВП). Внутренняя память обеспечивает доступ со временем цик­ла, равного одному такту процессора. Это позволяет рассматривать ее как сверхбыстродействующую память. Мультиплексируемый интерфейс с внешней памятью обеспечивает доступ к 32-Разрядному адресному пространству объемом до 4 Гбайт. Внут­ренняя и внешняя память образуют одно непрерывное пространство. БПТ предназначен для высокопроизводительного выполнения операций, предусматривающих операции с одинарной точностью (32 разряда) и двойной точностью (64 разряда).

В отличие от обычных микропроцессоров транспьютер не со­держит доступных программисту регистров для выполнения дан­ных. Для этих целей предусмотрены примитивы ввода и вывода ОККАМ - языка. Состояние процесса, выполняемого в транспьюте­ре, определяется при помощи блока из 6 регистров. Три регистра А, В и С образуют министек с дисциплиной доступа FIFO, которые используются для целочисленной и адресной арифметики. Три остальных регистра блока регистров - это регистр операнда, указатель рабочей области и счетчик команд. БПТ аналогично ЦП содержит свой трехрегистровый министек (FA, FB, FC). Адреса данных с плавающей точкой формируются ЦП, а сами данные передаются между адресуемыми ячейками па­мяти и стеком.

Взаимодействие транспьютеров обеспечивается непосредствен­ным соединением друг с другом при помощи четырех специфич­ных интерфейсов, названных линками. Таким образом, многопро­цессорная система на базе транспьютеров образуется из совокуп­ности транспьютеров, соединенных линками (непосредственно или через коммутатор). Линки содержат две однонаправленные линии (проводов) для последовательной передачи данных и управляющих сообщений. Сообщения передаются как последовательность однобайтовых посылок. Каждый байт сообщения должен быть подтвержден получающим его транспьютером для уведомления о начале приема сообщения и гарантии отсутствия потери информации.