Аппаратное наращивание интегральной ОЧ

Подключение внешних аппаратных средств применяется тогда, когда быстродействие программной реализации какой-либо операции не устраивает разработчиков. Быстрый обмен данными между внутренней средой рассматриваемой ПС и внешней аппаратурой возможен по параллельным шинам ШИНВх, ШИНВых, ШИНА, по шинам частичных выходных переносов Х, У и шине ВхПАЛУ. В ряде случаев можно использовать и остальные одноразрядные входные и выходные шины ПС.

Соединение шин Х, У и ВхПАЛУ с внешними стандартными схемами ускоренного переноса подробно рассматривается в справочной литературе, поэтому более подробно остановимся на подключении внешней аппаратуры к параллельным шинам ПС.

Наиболее медленно в исходной системе микроинструкций ПС выполняются многоразрядные сдвиги и ротации. Для операндов, находящихся в РР или РРР, сдвиг на одну позицию осуществляется за один такт, а для операндов, размещённых в РОН, – за три такта.

На внешнем сдвигателе многоразрядные сдвиги можно реализовать за два такта независимо от числа разрядов. Пример подключения быстрого сдвигателя представлен на рис. 15.

Так как требуемые преобразования осуществляются вне микропроцессора (МПР), то соответствующие данные выводятся из микропроцессора на ШИНвых для дальнейшего преобразования на внешних средствах. В данном случае выводимый код фиксируется во внешнем буферном регистре (БР) для задержки операции на один такт, так как данный микропроцессор не может за один цикл выдать данные и принять результат. Во втором такте содержимое БР поступает на блок быстрого сдвигателя (БСД), где сдвигается на требуемое число разрядов в соответствии с микроинструкцией БСД. БСД может быть реализован на комбинационных схемах (мультиплексорах) либо на быстродействующих сдвигающих регистрах. Выходной код результата сдвига поступает на шину ШСД входного мультиплексора (ВхМП) и принимается с ШИНВх в требуемый регистр микропроцессора. ВхМП может также подключать вводимые данные с шины ШДВх к ШИНВх микропроцессора. Результаты операций выводятся на выходную шину данных ШДВых.

Новая ОЧ содержит больше аппаратных средств и имеет увеличенный формат суммарного поля микроинструкций (рис. 16), соответственно расширяется и система микроинструкций ОЧ.

Введём следующие символьные кодировки микроинструкций новых аппаратных блоков: для ВхМП – КШД (коммутация ШДВх) и КСД (коммутация ШСД); для БР – ЗпБ (запись в БР) и ЧтБ (чтение из БР); для БСД – СДi (сдвиг на i разрядов, где i = 1 … n). Тогда описание операции многоразрядного сдвига можно представить в виде двух микроинструкций (рис. 17), где Х – холостое действие.

Х	ШИНВых:= (РОНj)	ЗпБ	Х
КСД	РОНj:= (ШИНВх)	ЧтБ	СДi

Рис. 17

В общем случае вместо быстрого сдвигателя можно поставить любой аппаратный функциональный преобразователь (ФП), в котором таблично за один цикл обращения реализуется какая-то функция (sinx, √x и прочее). Любое преобразование будет также выполняться за два такта работы ОЧ.

Дата добавления: 2014-01-20