Системы счисления. Математический сопроцессор (МСП) – это специализированная микросхема, работающая параллельно с основным микропроцессором (МП)

СОПРОЦЕССОРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

АРХИТЕКТУРА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Математический сопроцессор (МСП) – это специализированная микросхема, работающая параллельно с основным микропроцессором (МП), и расширяющая функциональные возможности последнего.

МСП оперирует данными в вещественном формате (формат с плавающей точкой):

,

где M – мантисса; q – основание системы счисления; n – порядок числа. Любое число в позиционной системе счисления представляется в виде

.

Мантисса в нормализованном числе всегда меньше 1 и представляется несколькими байтами в памяти ЭВМ. Сопроцессор осуществляет преобразование форматов чисел из целочисленного в плавающий и наоборот.

Вычислительные операции в МСП осуществляются в регистровом стеке, состоящем из восьми 80-разрядных регистров.

Процессор и сопроцессор производят выборку и декодирование потока команд параллельно, но выполнение потока команд каждым из процессоров осуществляется по-разному. Первые пять разрядов машинных команд сопроцессора всегда одинаковы. Они обозначаются как класс команд переключения ESC:

1-й байт

1 1 0 1 1 x x x

Устройство управления сопроцессора игнорирует все команды, первые пять разрядов которых не соответствуют этому коду, т. е. команды, предназначенные для ЦП.

Биты в команде ESC, обозначающие конкретную команду сопроцессора, не используются ЦП, но в то же время ЦП вычисляет адреса операндов и передает их сопроцессору. Для согласования времени обработки команд ЦП и МСП используются команды ЦП WAIT и INT.

Команду WAIT можно поместить или после каждой команды ESC (тогда ЦП не выполняет никакой команды до окончания работы МСП) или перед каждой командой ESC (ЦП не выполняет следующую команду ESC до тех пор, пока МСП не закончит выполнение предыдущей ESC -команды).

Команда INT используется для эмуляции команд МСП, если он отсутствует в системе, с помощью команд ЦП.

Структурная схема взаимодействия ЦП с сопроцессором изображена на рис. 8.

Рис.8. Структурная схема центрального процессора и сопроцессора.

QSØ и QS1 – линии состояния очереди ЦП. Эти сигналы позволяют МСП выбирать и декодировать команды параллельно с ЦП.

BUSY – выходной сигнал МСП информирует ЦП о том, что МСП выполнят команду.

Команда ЦП WAIT проверяет сигнал BUSY, чтобы обеспечить готовность МСП к выполнению следующей команды.

МСП может прерывать в особых случаях программу ЦП с помощью сигнала прерывания, подаваемого в ЦП через контроллер прерываний.

Для получения управления локальной шиной при передаче данных в операциях загрузки и записи в память МСП использует одну из линий запроса/разрешения (з/р).

Дата добавления: 2014-01-06