2018-02-20
489
Обмін інформацією між МП, ЗП і ПВВ реалізується переважно в трьох режимах: програмнокерованого обміну, обміну в режимі переривань, обміну в режимі прямого доступу.
Програмнокерований обмін. В цьому режимі МП визначає, чи готовий ЗП або периферійний пристрій (ПП) до виконання операції вводу-виводу до того, коли почнеться програмна передача даних.
Режим переривання. Використовується за необхідності негайної передачі даних з ПВВ у МП, не передбаченої програмою (реакція на неочікування, виникнення зовнішньої умови).
Розрізняють три види переривань: просте, векторне та пріоритетне.
Просте переривання сповіщає про те, що єдиний пристрій вводу/виводу потребує обслуговування МП.
Векторне переривання дає змогу розпізнати переривання, якого вимагає будь-який з периферійних пристроїв. У векторі вказується конкретна адреса пристрою.
Пріоритетне переривання полягає в тому, що, крім розпізнавання переривання, визначається пріоритет в обслуговуванні одного пристрою порівняно з іншими.
Режим прямого доступу до пам'яті. Інколи виникає необхідність здійснити обмін інформацією поза МП.
Метод зупинки заснований на тому, що в цьому стані МП відключається від системних шин на час передачі даних. Перед переходом у стан зупинки МП завершує виконання поточної команди і тому затримується на кілька тактів до того, як шини звільняться. За такої реалізації прямого доступу до пам'яті МП через його відключення від шин не реагує на переривання, що в деяких випадках може бути неприйнятним для МПС.
Метод захоплення полягає в послідовному обміні даними. Швидкодіючі ПВВ обмінюються даними по одному слову, їх запит на обслуговування задовольняється шляхом затримки виконання поточної команди на один машинний цикл, коли МП перебуває в стані переходу з одного машинного циклу до іншого. В цьому режимі прямий доступ до пам'яті МП призупиняється тільки на один машинний цикл при передачі кожного слова даних, після чого керування повертається МП
Регістри відладки та тестуваня
Мікропроцесор i486, наприклад, має одинадцять регістрів відладки і тестування (всі вони 32-розрядні). З них 6 програмно-доступних регістрів (DRO — Dr3, Dr6, Dr7) підтримують процес відладки програм. П'ять програмно-доступних регістрів (Tr3 — Tr7) підтримують тестування внутрішніх блоків: Tr3 — Tr5 використовуються для перевірки кеш пам'яті; Tr6, Tr7 — для тестування механізму швидкого формування адрес сторінок.
Методи підвищення бистродії АЛП
Одним з таких методів є реалізація принципу локального паралелізму. Суть цього принципу – в розпаралелюванні в часі алгоритму виконуваної окремо команди на ряд незавісимих етапів і їх реалізації на різних операційних блоках АЛП.
Другий добре відомий метод – конвеєрна обробка.
Операційний блок розділяється на декілька частин – рівнів конвеєра. На кожному рівні виконується певна стадія операції (наприклад, прочитування операндів, порівняння порядків чисел, складання мантис чисел і так далі). Поєднання стадій виконання декількох операцій на різних рівнях конвеєра призводить до того, що реалізація наступної операції починається до закінчення попередньою. Це значно збільшує швидкодію операційного блока.
Інший спосіб скорочення тривалості виконання многотактних операцій – використання ефективних алгоритмів.
При використанні таких алгоритмів поєднується використання швидкодіючих блоків, одночасно аналізу декількох розрядів операндів і реалізація конвеєрного методу обробки.
Найбільш новий спосіб збільшення швидкодії всіх блоків процесора ЕОМ – введення векторних операцій – операцій над впорядкованими масивами даних (у суперевм векторні операції з'явилися давно, у зв'язку з чим у складі процесорів з'явилася спеціалізація пристроїв по типах операндів – скалярні і векторні). Наприклад, в сучасних процесорах з'явилися регістрова пам'ять і засоби обробки двох типів: векторні і скалярні.
До векторних засобів обробки відносяться:
• один або декілька арифметичних конвеєрів для обробки елементів векторів;
• векторні регістри для зберігання векторної інформації.
Векторні засоби обробки даних дозволяють збільшити продуктивність ЕОМ у декілька разів.
