Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 101 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

исполнительного адреса ЕА, и доступ к операндам будут производиться в I-устройстве и все
команды (табл.5.1), кроме команд класса ADD, будут целиком исполняться в нем. Это
приводит к усложнению процесса разбиений этих функций в I-устройстве.
При помещении функции доступа к данным в E-устройство придает большую
гибкость при разбиении других функций, но требует системы памяти с двумя интерфейсами.
Усложняются схемы обнаружения и устранения помех, поскольку I- и E-устройства для
предотвращения помех должны точно знать, к чему обращается, или обращалось другое
устройство.
Решением этой проблемы является введение устройства управления памятью (МСU)
между I- и E-устройствами и памятью, как показано на рис.5.17.
Это устройство обрабатывает запросы на доступ к памяти и позволяет централизовать
обнаружение помех, возникающих из-за обращений к одним и тем же ячейкам памяти.
Устройство МСU может быть конвейеризовано, и выступать как отдельная ступень в
процессе исполнения команд.
П а м я т ь
М С U – у с т-
р о й с т в о
I – у с т –
р о й с т в о
E – у с т -
р о й с т в о
к а н а л ы
д а н н ы е
Рис.5.17. Использование устройств управления памятью в конвейере ОКОД
Другим важным элементом при структурной организации процессора в виде
конвейера является блок регистров, называемыми регистрами общего назначения (РОН). На
рис.5.18 приведена схема размещения регистров между I- и E-устройствами.
I – у с т р о й с т в о
в н у т р е н н и е
р е г и с т р ы
С К, …
E – у с т р о й с т в о
в н у т р е н н и е
р е г и с т р ы
А к к у м у л я т о р ы
Т е г
Р О Н
Рис.5.18. Размещение регистров между I- и E-устройствами
Регистры, принадлежащие I- и E-устройствам, встраиваются в них, а РОН (блок
накопителя или файл регистров) пакетируются отдельно. Каждый регистр в общем случае
имеет логику тега (блок диспетчирования у современных микропроцессоров), с помощью
которого осуществляется обнаружение и устранение помех. I-устройство декодирует новую
команду до момента определения, содержимое каких из этих регистров должно ею читаться,
или модифицироваться. Тегу каждого регистра, который должен модифицироваться,
присваивается значение, указывающее ее будущим командам, что содержимое этого
регистра подвергается изменению. Аналогично, для каждого регистра, из которого должно
читаться ее содержимое с помощью новой команды, читается его тег. Если этот тег
указывает, что содержимое регистра подвергается модификации предыдущей командой, 
исполнительного адреса ЕА, и доступ к операндам будут производиться в I-устройстве и все
команды (табл.5.1), кроме команд класса ADD, будут целиком исполняться в нем. Это
приводит к усложнению процесса разбиений этих функций в I-устройстве.
      При помещении функции доступа к данным в E-устройство придает большую
гибкость при разбиении других функций, но требует системы памяти с двумя интерфейсами.
Усложняются схемы обнаружения и устранения помех, поскольку I- и E-устройства для
предотвращения помех должны точно знать, к чему обращается, или обращалось другое
устройство.
      Решением этой проблемы является введение устройства управления памятью (МСU)
между I- и E-устройствами и памятью, как показано на рис.5.17.
      Это устройство обрабатывает запросы на доступ к памяти и позволяет централизовать
обнаружение помех, возникающих из-за обращений к одним и тем же ячейкам памяти.
Устройство МСU может быть конвейеризовано, и выступать как отдельная ступень в
процессе исполнения команд.

                                                  д а нные

               Па мя т ь   М С U – у с т-           I – ус т –      E–ус т -
                            ройство каналы         ройство         ройство

        Рис.5.17. Использование устройств управления памятью в конвейере ОКОД

       Другим важным элементом при структурной организации процессора в виде
конвейера является блок регистров, называемыми регистрами общего назначения (РОН). На
рис.5.18 приведена схема размещения регистров между I- и E-устройствами.

                I –устройство
                          внутренние
                            регистры

                             С К, …



                                                                 Тег   Р ОН
                E–устройство
                        внутренние
                          регистры

                            Ак к умул я т о р ы




                Рис.5.18. Размещение регистров между I- и E-устройствами

      Регистры, принадлежащие I- и E-устройствам, встраиваются в них, а РОН (блок
накопителя или файл регистров) пакетируются отдельно. Каждый регистр в общем случае
имеет логику тега (блок диспетчирования у современных микропроцессоров), с помощью
которого осуществляется обнаружение и устранение помех. I-устройство декодирует новую
команду до момента определения, содержимое каких из этих регистров должно ею читаться,
или модифицироваться. Тегу каждого регистра, который должен модифицироваться,
присваивается значение, указывающее ее будущим командам, что содержимое этого
регистра подвергается изменению. Аналогично, для каждого регистра, из которого должно
читаться ее содержимое с помощью новой команды, читается его тег. Если этот тег
указывает, что содержимое регистра подвергается модификации предыдущей командой,

Страницы