Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
содержащий разряды 0-3 регистра SRi и разряды ЕА4-31 Этот пакет позволяет
выбрать различные адресаты (регистры) в составе ВУ, к которым выполняется
обращение (запись или считывание) в данном цикле.
В соответствии с протоколом DS обмен начинается циклом инициализации и
завершается циклом подтверждения. Между этими циклами выполняется
необходимое число циклов пересылки данных.
а) ХАТС 0 7 0 1 2 3 РАО-31 11 12 27 28 31
| Тип | | 00 | KS, Р | BUID | SRi (12-27) | I РЮ
|
б) ХАТС 0 7 0 3 4 РАО-31 31
| Число байт | | SRi (0-3) I ЕА 4-31 I
в) ХАТС 0 7 0 1 2 3 РАО-31 11 12 27 28 31
| Тип цикла | | 00 | ЕВ | BUID | ! I РЮ
Рис. 2.75. Форматы адресных пакетов РО (а), Р1 (б), Рг (в) при реализации
протокола прямого обмена DS
ПРОЦЕССОРЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ И СИСТЕМЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Для пересылки содержимого сегментного регистра SRi в какой-либо из
регистров общего назначения rD и обратно используются команды mfsr,
mfsrin и mtsr, mtsrin (табл. 2.80). Номер сегментного регистра i задается
операндом SR (команды mfsr, mtsr) или разрядами 0-3 регистра гА (команды
mfsrin, mtsrin). Команда tlbie аннулирует содержание выбранной строки в
кэше дескрипторов страниц TLB, устанавливая для нее значение бита бита V
= 0. При этом содержимое регистра гА, указанного в качестве операнда,
используется в качестве логического адреса LA0-31, для которого
определяется виртуальный номер страницы VPN. Если дескриптор этой
страницы присутствует в какой-либо из строк TLB команд или данных, то
содержимое данной строки аннулируется. Команда tlbsync выполняется после
команд tlbie, если требуется произвести аннулирование соответствующих
строк в TLB других (ведомых) микропроцессоров. Эта команда осуществляет
снупинг, обращаясь к внутреннему содержимому других TLB, чтобы обеспечить
соответствие выполняемых программ и используемых данных при совместной
работе микропроцессоров в составе мультипроцессорной системы.
Таблица 2.80 , ,
Команды пересылки содержимого сегментных регистров SR0-SR15 и изменения
содержимого TLB
Синтаксис Ассемблера Операция
*mfsr rD, SR Sri -> rD
*mfsrin rD, rA Sri -> rD, i = rA(0-3)
*mtsr SR, rS rS -т Sri
*mtsrin rS, rA rS -> Sri, i = rA(0-3)
'tlbie 'tlbsyne rA Аннулирование строки TLB Синхронизация TLB
Номенклатура и применение микропроцессоров МРСбхх. Как отмечалось выше,
консорциум компаний, реализующих семейство PowerPC, разработал и
выпускает ряд моделей микропроцессоров этого семейства. Основные
характеристики этих моделей приведены в табл. 2.81.
Все микропроцессоры семейства имеют одинаковую архитектуру PowerPC,
которая включает регистровую модель пользователя (см. рис. 2.67), набор
реализуемых команд и способов адресации, состав исключений и процедуру их
обслуживания. Только в модели МРС620 введено несколько дополнительных
команд для выполнения операций с 64-раз-рядными числами. Функции
большинства регистров в модели супервизора (см. рис. 2.68) также
одинаковы для всего семейства. Все модели имеют суперскалярную структуру
(см. рис. 2.70), которая содержит 3 или 4 исполнительных устройства: два
(SIU, MIU) или три (SIU1, SIU2, MIU) для обработки целочисленных
операндов и одно (FPU) -для обработки операндов с плавающей точкой.
В состав семейства МРСбхх входят четыре основных модели: 601,603,604 и
620, которые имеют ряд модификаций, отличающихся в основном объемом
внутренней кэш-памяти и уровнем технологии изготовления, определяющей
размеры кристалла и расположенных на нем компонентов микропроцессора. Все
микропроцессоры семейств изготавливаются с помощью КМОП-технологии с
минимальными размерами компонентов (МОП-транзисторов): от 0,65 мкм для
первых моделей 601,603 до 0,35 мкм для моделей 603Е, 604Е, 620,
выпущенных в 1995-96 т. Уменьшение размеров компонентов позволило
повысить тактовую частоту до Ft=200 МГц и увеличить за счет этого
производительность микропроцессоров.
Для относительной оценки производительности в табл. 2.81 приведены
результаты испытаний, полученных при использовании стандартных тестовых
программ обработки целых чисел (SPECint 95) и чисел с плавающей точкой
(SPECfp 95). В скобках указано значение тактовой частоты Ft, при котором
проводились испытания. Как показывают приведен-
232
RISC-МИКРОПРОЦЕССОРЫ И RISC-МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВ POWERPC И COLDFIRE
ные данные, за 5 лет, прошедших с начала выпуска микропроцессоров этого
семейства, их производительность возросла в 3 - 4 раза.
Тиловое значение напряжения питания микропроцессоров составляет 3,3 В.
При этом в ряде моделей для питания основной части (ядра) процессора
используется напряжение 2,5 В. Благодаря пониженному напряжению питания
сохраняется допустимый уровень потребления мощности. Так как для КМОП-
микросхем потребляемая мощность возрастает пропорционально тактовой
частоте, в табл. 2.81 для кахщого микропроцессора дано значение Ft (в
скобках), при котором потребляется указанная мощность.
Таблица 2.81
Основные характеристики микропроцессоров семейства МРСбхх
