Организация процессоров

С другой стороны, специализированный аппаратный умножитель, например, матричный (матричные умножители подробнее рассматриваются в следующем пункте), является примером устройства с жесткой структурой, рассчитанного только на выполнение конкретной операции, зачастую – определенной разрядности и в определенной кодировке. Для создания более или менее универсального ОУ необходимо иметь набор таких схем для всех требуемых операций, либо – сочетание нескольких специализированных устройств с одним универсальным. Операционные устройства процедурного типа могут быть построены различными способами. Примером процессоров с более жестким принципом построения операционной части процедурного типа являются так называемые I-процессоры, у которых за определенными регистрами закреплены определенные операции (рис.3.2). На рисунке 3.2 ША и ШД – соответственно шины адреса и данных, Acc – аккумулятор, КС – комбинационные схемы, ТП – триггеры признаков, УУ – устройство управления. Разные регистры соединены с разными операционными элементами (КС) и по-разному соединены друг с другом. Такое разнесение операций по регистрам за счет наличия нескольких операционных элементов в схеме позволяет распараллелить выполнение некоторых вычислений и тем самым повысить производительность. С другой стороны, такая организация подчас лишена необходимой гибкости и требует частых пересылок информации между регистрами. Рис. 3.2 В процессорах с магистральной архитектурой (процессоры M-типа, или процессоры с общим АЛУ) имеется одно обрабатывающее устройство - сумматор, либо АЛУ (например, табличное), с которым связаны все регистры из блока РОН (рис. 3.3). Регистры являются в данном случае равноправными, каждая пара регистров может участвовать в любой операции. АЛУ связано с регистрами тремя магистралями - магистрали A и B служат для подачи операндов в АЛУ, а магистраль C – для записи результата в выбранный регистр из блока РОН. Иногда один из регистров все же выделяется как особый, в котором могут выполняться специальные операции, недоступные для других регистров.