Стек в мп-ре может быть реализован 3 способами:

1. На регистрах общего назначения, т.е. часть регистров отводится под стек. Это самый быстродействующий способ адресации стека, но имеет один существенный недостаток: малый объем стека. Обычно отводится 8 регистров, т.о. глубина стека всего 8 уровней вложения подпрограмм. Переполнение стека вызывает сбой в работе МП, поэтому программисту его необходимо постоянно настраивать, чтобы не было переполнений.

2. На внешнем ЗУ, т.е. вводятся дополнительные аппаратные затраты для организации стека, что усложняет и увеличивает стоимость разработки (применяют доп. микросхему).

"+": большой объем стека, что расширяет функциональные возможности МП, этот способ применяется в специализированных МП системах (военная техника).

3. На ЗУ общего пользования. Требуются минимальные аппаратные затраты и реализуется стек большого объема. Вводится регистр SP-указатель вершины стека. Функции его в следующем: он всегда указывает на адрес ячейки памяти, с которой можно считать или в который можно записать информацию, при этом автоматическое изменение содержимого регистра SP (адреса Стека) происходит на уменьшение адреса при записи, и увеличение адреса при чтении.

"-": при реализации задач управления внешние запросы прерываний поступают очень часто. В основном загружается МП с сохранением регистров в стеке и восстановлением содержимого регистров из стека и полезных вычислительных операций МП не выполняет, т.е. такая архитектура становится не эффективной в задачах управления. Для устранения недостатков была предложена ортогональная архитектура.

12.Ортогональная архитектура МП

О ртогональность – независимость. Вводится декартовая система координат. В такой архитектуре вводятся дополнительные аппаратные ресурсы.

Вводятся несколько банков независимых регистров общего назначения в состав процессора и один дополнительный регистр PBC (регистр вектора состояния). Он постоянно указывает на активный банк регистров МП в данный момент. Для каждой новой задачи выделяется новый чистый банк регистров и нет необходимости запоминать содержимое регистров в стеке. При переключении с одной задачи на другую достаточно изменить состояние одного регистра РВС и система работает с внешними устройствами эффективнее.

Благодаря этому существенно повышается скорость реакции МП на запросы внешних прерываний и МП система быстро реагирует на внешние события. По этому принцип, реализованный в МП контроллерах AT89C51, имеет 4 банка независимых регистров. Чем быстрее реакция процессора на внешние события, тем выше качество управления в системе и алгоритмы могут быть более гибкие и более интеллектуальные.

Т.о., ортогональная архитектура МП получила наибольшее распространение для решения задач управления, которые всегда связаны с параллельным управлением многих задач.

"-": для любой задачи выделяется одинаковое число регистров общего назначения. => для сложных задач регистров не хватает, для простых – регистры не полностью используются, что снижает эффективность МР в многозадачном режиме.