Основные направления работы фирмы Intel по разработке мпс

Кроме разработок в области создания центральных процессоров фир­ма Intel ведет большую работу по созданию процессоров, ориентирован­ных на решение специализированных задач и ряда задач, требующих реального времени, что предъявляет дополнительные требования к аппа­ратным средствам. К таким разработкам можно отнести МП семейства х86 типа i960, i860, i750.

Архитектура х86 обеспечивает широкий выбор конфигураций ЦП раз­личной вычислительной мощности и технических характеристик по емкос­ти ОП, разрядности шин адреса и данных.

Кратко рассмотрим некоторые разработки фирмы.

МП i860 предназначен для сложных научных и инженерных приложе­ний, требующих вычислительной мощности суперкомпьютера и трехмерной графики и применяется в параллельных системах.

МП i860XR имеет:

* внутренние кэш-память команд емкостью 4 Кбайта и данных 8 Кбайт, причем кэш-память данных для целочисленной арифметики поддер­живает 32-разрядный канал обмена, а для арифметики с ПЗ - 128-разряд­ный. кэш-память команд поддерживает двухкомандный режим исполнения по независимым каналам (два потока команд);

* высокопроизводительную 64/32-разрядную шину данных;

* целочисленное ядро RISC-архитектуры, позволяющее выполнять все целочисленные операции за один такт;

* 64-разрядное АЛУ с ПЗ, состоящее из сумматора и блока умножения, которые в конвейерном режиме работают параллельно и формируют ре­зультат за один такт;

* устройство управления шиной поддерживает отложенную сквозную запись и трехступенчатый конвейер считывания (пакетные циклы).

МП i860XP имеет производительность в два раза выше за счет повышения тактовой частоты работы, более быстродействующей шины, большей емкости кэш-памяти на кристалле и наличию подсистемы кэш-памяти вто­рого уровня (внешней кэш-памяти).

Поэтому данные МП в основном применяются для построения мультипроцессорных систем с высоким уровнем распараллеливания.

Кроме того, на кристалле размещаются средства поддержки трехмерной графики.

Области применения:

- моделирование с визуализацией;

- распознавание речи;

- в системах цифровой обработки сигналов для обработки растровых изображений, распознавания образов, в системах сонаров и радаров в военном производстве;

- анимация и трехмерная графика.

МП i750 предназначен для обработки видеоинформации с речевым сопровождением, полноценной передачей цветов, анимацией и программи­руемым сжатием информации.

Основной проблемой построения устройств для обработки видеоин­формации являются емкость ОЗУ изображений и скорость передачи данных по шине, т.к. ОЗУ изображений входит в адресное пространство ЭВМ. Например, один кадр изображения требует 750 Кбайт памяти, а смена кадров (изображений) должна выполняться со скоростью около 30 кадров в секунду. Следовательно, для хранения изображений, формируемых за 1 сек необходима память емкостью 22,1 Мбайта, а из-за ограничений по пропускной способности каналов в обычном режиме на отображение одно­го кадра потребуется 5 сек (при 150 Кб/сек).

Отсюда возникает проблема разработки аппаратных и программных средств с возможностью сжатия и развертки цифровых изображений в реальном времени.

Видеопроцессор i750 состоит из двух СБИС для обработки и отобра­жения видеоинформации, а при наличии дополнительных БИС памяти и пик­сельного процессора 82750РВ для сжатия и развертки видеоданных можно решить данную проблему.

Дисплейный процессор 82750DB считывает двоичные карты из видео­памяти и с помощью таблицы управления цветом и трех ЦАП, находящихся на кристалле, выполняет управление отображением кадров.

В качестве программной поддержки видеорежима используется прог­раммное обеспечение двух видов: микропрограммы, реализующие алгорит­мы сжатия и восстановления изображений, которая управляет аппаратны­ми средствами видеопроцессора i750 и системное программное обеспече­ние, которое управляет потоками визуальных и звуковых данных и син­хронизирует их для выдачи.

Кроме того, фирма поставляет дополнительные платы на базе МкПр i750 для получения анимированных и неподвижных изображений и платы регистрации Action Media 750 для преобразования в цифровую форму ана­логовых звуковых и видеосигналов, их сжатия, восстановления и отобра­жения, например, где требуется регистрация видеоинформации: видеопоч­та и т.д.

МкПр i960 применяются для встроенных систем управления и приме­нения в промышленности. Данное семейство использует лучшие архитек­турные решения с применением новых разработок RISC-процессоров и под­держивает широкий спектр встраиваемых изделий по различным техноло­гиям. Данный тип микроконтроллеров имеет:

- универсальную систему команд;

- многочисленные режимы адресации и гибкость программирования;

- высокое быстродействие (реальное время для встраиваемых систем управления).

Высокое быстродействие достигается за счет применения:

- RISC-технологии и большого количества внутренних регистров (в среднем 16 локальных и 16 глобальных);

- для некоторых МкПр ОП и кэш-память выполнены на кристалле;

- трехадресных команд;

- конвейерной обработки команд;

- наличия многопортовых памятей для операндов;

- собственного сопроцессора с ПЗ на кристалле;

- суперскалярного метода выполнения программ и другие методы.

Фирма выпускает более 10 типов МкПр данного семейства, имеющих производительность от 15-20 до сотни млн. собственных операций в сек.

В основном МкПр i960 применяется в системах управления авиационной электроники и в системах, требующих работы в реальном времени.

ИЗДЕЛИЯ ВСТРОЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ (МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ)

Встраиваемые управляющие процессоры и контроллеры предназначены для программирования и решения специализированных задач (проблемно-ориентированные микропроцессоры (микроконтроллеры (МК))). Например, устройства для автоматизации учережденческой деятельности: ксероксы, лазерные принтеры, модемы, аппараты факсимильной связи), бытовые электронные приборы (видеомагнитофоны, микроволновые печи, кондицио­неры, телевизоры), а также в системах авиационной и автомобильной электроники, для автоматизации производства (промышленные роботы) и т.д. Все микроконтроллеры по назначению можно разделить на две группы:

- управления событиями (объектами) в реальном времени;

- управления данными для сбора и обработки данных.

К каждому типу МК предъявляются свои требования по различным ха­рактеристикам: точности обрабатываемых данных (разрядности), быстро­действию, емкости памяти программ и данных, количеству и типам пор­тов ввода-вывода, типам периферийных БИС в составе системы и другие. Фирма ведет разработку и производство пяти базовых семейств встраи­ваемых контроллеров:

- 8-разрядные МК первого поколения (семейство MCS-48);

- современные 8-разрядные МК (семейство MCS-51);

- современные 16-раз-ные МК (семейство MCS-96) реального времени;

- современные 16-разрядные МП (80С186);

- 32-разрядные МП (семейства i960, i376).

В каждое семейство входит большое число модификаций МК и МП, от­личающиеся составом технических средств на кристалле или плате кон­троллера, техническими характеристиками и стоимостью.

Большинство МК обеспечивает работу в реальном времени в конкрет­ной области применения для поддержки программ с малыми объемами дан­ных, другие требуют размещения на кристалле или плате дополнительных ОЗУ данных, ПЗУ программ и средств ввода-вывода.

Дата добавления: 2014-01-14