Транспьютеры фирмы INMOS

Микропроцессоры типа транстьютеров.

Отечественные микропроцессоры.

Микропроцессоры фирмы Моtorola серии МС680ХХ.

Это семейство содержит ряд 16 -разрядных микропроцессоров, 32 -разрядные микропроцессоры: 68020, 68030, 68040. Модели микропроцессоров серии 680ХХ не совместимы по обьектным кодам с 8 -разрядными микропроцессорами серии МС68ХХ.

В 32 -разрядных микропроцессорах наряду с обеспечением совместимости с 16 -разрядными существенно расширены функциональные возможности: расширение режимов совместимости, масштабирование в ряде режимов (т.е умножение содержимого индексного регистра на 1, 2, 4 или 8) + 16 новых команд процессора и 7 команд сопроцессора. Основные характеристики: тактовая частота 16, 20, 30, 25, 40; разрядность АЛУ - 32; разрядность шин данных и адреса - 32.

На кристаллах МП отсутствует блок управления внешней оперативной памятью. Управление оперативной памятьюсо страничной организацией осуществляется с помощью микросхемы МС68851.

32 - разрядные микропроцессоры серии “ Электроника ” и СМ ЭВМ.

Основные архитектурные особенности: виртуальное адресное пространство ёмкостью 4 Гбайт; 32 -разрядное слово; 32 уровня прерывания (16 - векторных аппаратных и 16 програмных); 21 режим адресации; инструкции переменного формата; поддержка совместимости с16 - разрядными моделями серии “ Электроника “.

Транстьютеры представляют собой микропроцессоры, расчитанные на работу в мультипроцессорных системах с однотипными процессорами и аппаратную поддержку вычислительных процессов. Особенностью транстьютеров является наличие коммуникационных быстрых каналов связи, каждий из которых может одновременно передавать по одной магистрали данные в процессор, а по другой - данные из него. В составе команд транстьютеров имеются команды управления процессами, поддержки инструкций языков высокого уровня. Транспьютеры главным образом применяются в качестве сопроцессоров ПЭВМ.

Типичными транспьютерами являются модели Т414 и Т800.

Модель Т414 содержит 6 32-разрядных регистров, три регистра стека, счётчик команд, регистр адреса рабочей зоны памяти, регистр операнда.

Общее число команд МП равно 111, режимов адресации - 1, коммуникационных каналов связи - 4, скорость передачи по кождому каналу 20 Мбит/с.

Модель Т800 содержит дополнительно сопроцессор арифметических операций с плавающей точкой с быстродействием до 2,25 млн. опер.сек.

Системы програмирования транспьютеров в основном включают трансляторы с языков высокого уровня Паскаль, Си, Фортран.

Некоторые характеристики транспьютеров фирмы INMOS: разрядность - 32, скорость обработки данных - 40Мбайт/с, адресуемое пространство - 4 Гбайт

11.9 Основные микропроцессорные комплекты и их функциональный состав.

Наибольшее распространение получили микропроцессоры, управляемые по программам или микропрограммам. Такие МП строятся на базе ЭСЛ, ТТЛШ, КМОП, И²Л и других распространенных элементов. Современные микропроцессоры представляют собой набор БИС, соединенных между собой определенным образом, которые составляют так называемые микропроцессорные комплекты (МПК).

За последние годы разработано значительное количество различных МПК. Сравнительные обобщенные характеристики некоторых из них приведены в табл. 2.

Таблица 2

Серия МПК	технология	разрядность	быстродействие	Число РОН	Мощность потребл. Вт.	Число ИС в базовом МПК	Число ИС в МПК	Числоисточников питания
К589	ТТЛШ				2,15
К1800	ЭСЛ				3,23
К1801	n-МОП				1,0
К1802	ТТЛШ				2,2
К1804	ТТЛШ				2,05

Микропроцессорные комплекты изготовляют в виде секционных БИС с возможностью наращивания. Исключение составляет БИС КР580ИК80А – восьмиразрядный МП, в котором можно увеличить разрядность обрабатываемых данных путем двойного пересчета. В состав секционных МПК входят как правило, п -разрядная МП секция, предназначенная для обработки информации и временного хранения результатов, схема микропрограммного УУ, а также БИС, выполняющие функции по обработке прерываний программы, синхронизации и связи с периферийными устройствами.

Возможность наращивания разрядности обрабатываемой информации и применение микропрограмм обеспечивают гибкость и широкую сферу применения секционных МПК, так как разработчик аппаратуры сам может определять набор команд.

В структуре МПК можно выделить операционную и управляющую части. Операционная часть поводит логическую обработку информации, управляющая часть декодирует команды и формирует сигналы, необходимые для выполнения той или иной операции. Каждая команда представляет собой небольшую программу, состоящую из элементарных операций. Последовательность таких команд называется микропрограммой. Очередность команд, в соответствии с которой работает управляющая часть МП, называется программой.

Первые МП строились на р -канальных МОП-транзисторах, поэтому имели невысокое быстродействие. В дальнейшем появились МП, в которых использовались п -канальные МОП-транзисторы и биполярные интегральные структуры (И²Л, ТТЛШ и ЭСЛ), что привело к значительному увеличению быстродействия.

Количество различных операций, выполняемых некоторыми МП, доходит до 100, причем в них предусматриваются операции с двойной длиной слова и побайтовой обработкой информации. В процессе развития наряду с МП, имеющими фиксированный список команд, появились МП с микропрограммным управлением, которое позволяет изменять список команд и алгоритмы управления. Это увеличивает гибкость процессора и упрощает реализацию последовательности относительно сложных микрокоманд.

Важнейший параметр МП - быстродействие. В настоящее время диапазон быстродействия МП - от десятков тысяч до 1- 3 млн. коротких операций.

отечественная промышленность выпускает секционированные микропроцессорные комплекты серий К-589, КР-1802, КР-1804, К18-00 и др.

В настоящее время наибольшее распространение получили устройства на основе однокристальных микропроцессоров (МП), что в значительной степени объясняется меньшей трудоемкостью и относительной простотой проектирования и отладки микропроцессорных систем (МПС) на их основе. В этом случае основной объем работ связан с разработкой программного обеспечения, а не аппаратуры. Для реализации систем на основе однокристальных МП требуется в несколько раз меньшее количество корпусов микросхем; они потребляют, как правило, значительно меньшую мощность, чем МПС на основе многокристальных микропроцессоров.

Разработка МПС на основе многокристальных МП производится лишь в том случае, если однокристальные МП не удовлетворяют каким-либо требованиям, например не обеспечивают необходимой производительности. Поэтому многокристальные МП целесообразно использовать только в специализированных и универсальных вычислительных или управляющих устройствах повышенной производительности.

При разработке специализированных устройств с нестандартной архитектурой из многокристальных МП наиболее подходят микропроцессорные секции и другие БИС, входящие в состав секционированных микропроцессорных комплектов (СМПК). Благодаря использованию принципа микропрограммного управления СМПК позволяют реализовать произвольную систему команд, учитывающую особенности конкретного применения, а также обеспечивают возможность наращивания формата обрабатываемых данных.

Перечисленные преимущества, частичная или полная реализация алгоритма работы на микропрограммном уровне и возможность построения конвейерных структур позволяют эффективно использовать СМПК в различных высокоскоростных интеллектуальных контроллерах внешних устройств, для построения каналов прямого доступа к памяти, процессоров ввода-вывода, в составе процессоров для цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени, для цифровой фильтрации и спектрального анализа, для обработки изображений и других целей. [3].

Дата добавления: 2014-01-20