Блок - выборка - команда
Cтраница 4
 |
Структура блока выборки данных. [46] |
ОП; кроме того, в него возможен ввод информации с переключателей пульта управления, называемых наборным регистром данных. Двойные слова передаются из РБЦ в блок выборки команд ( БВК), в РЧ1 или РЧ2 рассматриваемого блока; содержимое РБЦ [32-63] может передаваться также в регистр слова состояния программы блока прерываний. [47]
Новые конфигурации ЭВМ ЕС-1045 могут быть получены путем добавления тех или иных дополнительных средств к составу основного комплекса или подключения через стандартный интерфейс к каналам ввод-вывода широкой номенклатуры внешних запоминающих устройств, устройств ввода-вывода или устройств телеобработки. Центральный процессор ЭВМ ЕС-1045 включает блок микропрограммного управления, блок выборки команд и обслуживания прерываний, арифметико-логический блок, блок управления памятью, блок контроля и Диагностики, пульт управления. [48]
Здесь имеет место RAW-взаимозависимость, поэтому блок декодирования простаивает до тех пор, пока регистр R4 не станет доступен. Во время простаивания блок декодирования прекращает получать команды из блока выборки команд. Когда внутренние буферы блока выборки команд заполнятся, он прекращает вызывать команды из памяти. [49]
Кроме того, блок выборки команд не может выполнять несколько операций одновременно, поэтому вся поступающая информация должна передаваться последовательно. Наконец, всякий раз, когда изменяется значение PC, блок выборки команд должен обновляться. Все эти детали усложняют работу блока. Однако многие устройства аппаратного обеспечения конструируются в виде конечных автоматов. [50]
С условными переходами дело обстоит еще хуже. Во-первых, они тоже содержат отсрочки ветвления, а во-вторых, блок выборки команд узнает, откуда нужно считывать команду, гораздо позже. Первые конвейеризированные машины просто простаивали до тех пор, пока не становилось известно, нужно ли совершать переход или нет. Простаивание по три или четыре цикла при каждом условном переходе, особенно если 20 % команд являются условными переходами, сильно снижает производительность. [51]
Ясно, что Mic-2 - это усовершенствованная микроархитектура Mic-1. Она работает быстрее и использует меньше управляющей памяти, хотя стоимость блока выборки команд, несомненно, превышает ту сумму, которая выигрывается за счет сокращения пространства при уменьшении управляющей памяти. Таким образом, машина Mic-2 работает значительно быстрее при минимальном росте стоимости. Давайте посмотрим, можно ли еще больше повысить скорость. [52]
Каждому уровню отвечают функционально независимые узлы и блоки ЦУУ. Так, первому уровню, или уровню К, отвечает в ЦУУ блок выборки команд, второму уровню, или уровню Ч - блок сумматора адреса, блок центрального управления и блок выборки данных, а третьему уровню, или уровню Т, - блок адреса результата совместно с АЛБ. [53]
В структуру процессора входят ( рис. 2.4): блок управления и синхронизации, блок выборки команд, локальная память, арифметическо-логическое устройство, блок динамического преобразования адресов, блок управляющей памяти и каналы ввода-вывода. [54]
Блок выборки данных служит для размещения кодов, принимаемых из оперативной памяти, местной памяти, блока таймеров, а также от пульта управления. Он включает в свой состав один или несколько регистров, информация из которых выдается в арифметическо-логический блок ( АЛБ), блок выборки команд, а также в блок прерываний и блок местной памяти. [55]
Блок выборки команд имеет свой собственный регистр адреса ячейки памяти ( IMAR), который используется для обращения к памяти, когда нужно вызвать новое слово. У этого регистра есть специальный инкрементор, поэтому основному АЛУ не требуется прибавлять 1 к значению PC для вызова следующего слова. Блок выборки команд должен контролировать шину С, чтобы каждый раз при загрузке регистра PC новое значение PC также копировалось в IMAR. Поскольку новое значение в регистре PC может быть и не на границе слова, блок выборки команд должен вызвать нужное слово и скорректировать значение сдвигового регистра соответствующим образом. [56]
Сложность объясняется самой природой конвейеризации. На рис. 4.23, например, мы видим, что декодирование происходит на второй стадии. Следовательно, блоку выборки команд приходится решать, откуда вызывать следующую команду еще до того, как он узнает, команду какого типа он только что вызвал. [57]
Здесь имеет место RAW-взаимозависимость, поэтому блок декодирования простаивает до тех пор, пока регистр R4 не станет доступен. Во время простаивания блок декодирования прекращает получать команды из блока выборки команд. Когда внутренние буферы блока выборки команд заполнятся, он прекращает вызывать команды из памяти. [58]
Ряд блоков и схем, которые содержит процессор ЕС-2640, позволяет производить контроль и диагностику но время работы машины. Операции контроля и диагностические тесты автономно выполняются в заданные временные интервалы или запускаются оператором. Соответствующие тестовые программы проверяют оперативную память, блок выборки команд, арифметико-логический блок и каналы. [59]
Современные компьютеры сильно конвейеризированы. Конвейер, изображенный на рис. 4.25, имеет семь стадий; более сложно организованные компьютеры содержат конвейеры с десятью и более стадиями. Конвейеризация лучше работает с линейным кодом, поэтому блок выборки команд может просто считывать последовательные слова из памяти и отправлять их в блок декодирования заранее, еще до того, как они понадобятся. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5