Типовые структуры команд

Принцип программного управления

VLIW

Механизм перекрывающихся регистровых окон.

При большом количестве регистров ухудшается манёвренность микропроцессора, особенно это сказывается при переходе на подпрограммы. И при реализации многозадачности (когда нужно часто сохранять и восстанавливать содержимое регистра). Механизм перекрывающихся регистровых окон предназначен для уменьшения числа обращений к регистровой памяти и сокращения межрегистровых передач.

Окно процедуры В

Регистр временного хранения В

Регистр локальных переменных В

Окно процедуры А

Регистр параметров В,

Регистр временного хранения А

Регистр локальных переменных А

Регистр параметров А

…

Регистр глобальных переменных

Каждой процедуре динамически выделяется группа регистров фиксированной длины – окно процедуры. Окна последовательно выполняющихся процедур перекрываются, благодаря чему возможна передача параметров от одной процедуры к другой. Каждое окно состоит из трёх подгрупп регистров: регистры временного хранения процедуры, регистры локальных переменных процедуры, регистры параметров, переданных процедуре при её вызове и результатов при возврате.

*Используются регистры общего назначения

28022012 Лекция 5

Базируется на RICS архитектуре, где несколько простых RISC команд объединяются в одну сверхдлинную команду. Затем выполняются параллельно, независимо друг от друга.

…

RISC ком

RISC ком

RISC ком

исполнение

Появляется дополнительный уровень параллелизма вычислений. И логичнее VLIW отнести не к отдельной вычислительной машине, а к системе, состоящей из нескольких процессорных элементов.

Команда – это код, определяющий операцию вычислительной машины и данные, участвующие в этой операции. Она состоит из операционной части и адресной части. Формат команды – это структура команды с разметкой номеров разрядов, определяющих границы отдельных областей (полей) команды. Формат команды очень сильно влияет на производительность, чем меньше длина команды, тем меньше времени уходит на её дешифрирование и обработку в целом. Кроме того, длина команды обязательно должна быть согласована с форматом обрабатываемых данных. Это приводит, как правило, к длине команды кратной разрядности шины данных.

1. Четырёхадресная команда

КОП

Адрес Оп1

Адрес Оп2

Адрес резул

Адрес след. ком

Операц.часть

Адресная часть

В адресной части содержатся адреса двух операндов, адрес результата и адрес следующей команды.

2. Трёхадресная команда

КОП

Адрес Оп1

Адрес Оп2

Адрес резул

Операц.часть

Адресная часть

Add r1,r2,r3 <r1> ß <r2>+<r3>

Здесь отсутствует адрес следующей команды. По умолчанию, выполняется следующая за текущей команда.

3. Двухадресная команда

КОП

Адрес Оп1

Адрес Оп2

Операц.часть

Адресная часть

Add r1, r2 <r1> ß<r1>+<r2>

Отсутствует адрес результата. По умолчанию, результат помещен в ячейку первого операнда.

4. Одноадресная команда

КОП

Адрес Оп1

Операц.часть

Адресная часть

Add r1 <A> ß<A>+<r1>

5. Безадресная

КОП

Операц.часть

Примером является безусловный переход, команда STOP.

Длина кода операции не является величиной постоянной (может не быть величиной постоянной). Если длины частей команды постоянны, то часто невозможно кодировать большое количество операций и иметь при этом гибкую форму адресации данных. Это проблема решается расширением кодов операций:

Часто используемые команды кодируются меньшим количеством бит, редко используемые – большим количеством бит. При этом нужно иметь информацию о длине КОП. Значит нужно выделить специальные кодовые комбинации. Такой метод усложняет дешифрирование команд, но позволяет значительно сократить длину часто используемых команд.

Например:

MOV: Вся команда закодирована 8 битами, сама КОП при этом занимает 2 бита, операнды по 3 бита.

7 0 КОП

адрес 1оп

адрес 2оп

DDD

SSS

ADD: Вся команда 8 бит. КОП - 5 бит

7 0 КОП

адрес 1оп

10 000

SSS

STOP: Вся команда = КОП = 8 бит.

7 0

КОП

1111 1011

процессора должен рассматривать команду слева направо и последовательно анализировать каждые два бита. Эти два бита могут содержать либо код команды, либо признак расширения кода. Дальше анализируется по два до окончания команды.

Дата добавления: 2014-01-06