Направления и этапы развития МП

Таблица 1.4 – Развитие МП фирмы Intel

Конструктивно-технологическое развитие МП происходит в направлениях:

используются новые технологии, например БиКМОП, комбинирующих биполярные транзисторы (для увеличения скорости) и КМОП структуры;

уменьшение расстояния между соседними линиями с 10 мкм в первых МП до 0,18 мкм в современных и увеличение плотности монтажа;

увеличение числа транзисторов с 2800 в первых МП до 40 миллионов в Пентиум-4;

увеличение тактовой частоты с единиц МГЦ до единиц ГГц.

Этапы развития МП хорошо иллюстрируются таблицей 1.4.

1.3.7 Математический сопроцессор(Компъютерная схемотехника , Бабич, Жуков)

Арифметические сопроцессоры АСП предназначены для повышения производитель-ности цифрового процессора в 100 и более раз при выполнении операций с многораз-рядными целыми и действительными числами. АСП работает только в паре с опреде-лённым процессором, сопряжение с которым выполняется объединением их выводов без дополнительных микросхем. Взаимодействие МП и АСП поддерживается с помощью контроллера прерываний.

Принцип построения и функционирования АСП рассмотрим на примере ИМС АСП К1810ВМ87 (далее ВМ87). АСП ВМ87 работает только в паре с ЦП К1810ВМ86.

ВМ87 – это однокристальный 80-разрядный АСП, выполненный по п-МОП техноло-гии. АСП содержит операционное устройство ОУ, шинный интерфейс ШИФ, 65000 транзисторов. Размер кристалла – 5,5 × 5,5 мм, потребляемая мощность – 3 Вт при Е_ПИТ 5 В. Число выводов – 40, синхронизация – от внешнего генератора частотой 5 МГц.

Операционное устройство ОУ содержит:

восемь 80 разрядных регистров, организованных в стек, которые служат для хранения операндов в расширенном формате;

модуль обработки мантиссы, содержащий 68-ми разрядный сумматор, регистр сдвига и регистр результата и выполняющий заданные операции над мантиссами операн-дов и формирующий признаки;

модуль обработки порядка;

постоянное ЗУ, хранящее семь часто используемых цифровых констант;

блок управления, декодирующий очередную команду и формирующий сигналы, управляющие режимом работы АСП.

Устройство шинного интерфейса ШИФ содержит группу вспомогательных регис-тров, буферный регистр, регистры очереди команд и операндов.

Система команд АСП ВМ87 содержит 69 мнемоник, начинающихся с буквы F (float – плавающий), что позволяет различать в программе на ассемблере команды МП и АСП.

Система команд АСП ВМ87 разбивается на четыре группы:

Передачи данных – загрузки, запоминания, обмена;

Арифметические – сравнения анализа, сложения , вычитания, умножения и деления,

Специальные – вычисления корня, тангенса, котангенса, логарифма и др.;

Управления - инициации сопроцессора, разрешения/запрета прерывания, обработки особых ситуаций.

АСП ВМ87 оперирует данными семи форматов: целыми двоичными числами (два, четыре и восемь байтов); целыми двоично-десятичными числами (десять байтов); действительными числами в коротком, длинном и расширенном форматах.