Микропрограммный принцип
Команда Регистр управляющего слова
К управляющим цепям
Рис. 4.4.
Достоинство микропрограммного управления заключается в том, что для изменения вида операций нет необходимости в переделке сложных электронных схем, неизбежной в ЭВМ со схемным управлением, а следует только изменить микропрограмму. Это обстоятельство дает возможность в данной ЭВМ использовать программы, составленные для другой ЭВМ. Благодаря этому микропрограммное управление получило широкое распространение в современных ЭВМ.
Схема управляющего устройства при микропрограммном принципе управления
РК РМК
К управляющим
цепям
БМУ – блок микропрограммного управления
МК - микрокоманда
РК - регистр команд
УС - управляющее слово
РМК – регистр микрокоманд
Рис. 4.5.
4.2.4. Технология mmx
Технология MMX - разработана для ускорения мультимедия и коммуникационных программ. Она включает в себя новые команды и типы данных, что позволяет создавать приложения нового уровня. Технология основана на параллельной обработке данных. При этом сохраняется полная совместимость с существующими операционными системами и программным обеспечением. ММХ-технологии поддерживает новую арифметику, называемую арифметикой с насыщением (Saturation arithmetic).
Наибольший эффект от использования ММХ-технологии может быть достигнут в алгоритмах со следующими характеристиками:
малый размер данных (8-битные графические пикселы, 16-битные звуковые данные);
короткие, часто повторяющиеся циклы;
частые умножения и накопления.
В основе ММХ лежит принцип SIMD (Single Instruction Multiple Data), т.е. одной командой можно обработать сразу несколько единиц информации.
Отображение ммх-регистров на fpu-регистры
ST7
TOS
Status Word
ST0
FP Tag 63 0
MM7
00
00
00
00
00
00
00
00
MM0
00
TOS=0
Рис. 4.6.
Технология ММХ основана на отображении регистров ММХ на регистры FPU (см. рис. 4.6). Главным образом это сделано для сохранения с существующим программным обеспечением.
Из рис. 4.6. видно, что ММХ-регистры отображены на поля мантиссы в FPU-регистрах. Значение, записываемое в ММХ-регистр, автоматически появляется в младших битах (биты 63-0) соответствующих FPU-регистров. При этом в поле порядка (биты 78-64) и знаковый бит (бит 79) заносятся единицы. Значение поля TOS (Top Of Stack) устанавливается в нуль после выполнения каждой ММХ-команды. Значение мантиссы, записываемое в FPU-регистр с помощью FPU-команды, автоматически появляется в соответствующем ММХ-регистре.
Отображение ММХ-регистров фиксировано и не зависит от значения поля TOS (биты 11-13 в регистре состояния FPU). В обозначении MMn, n - указывает на физический номер регистра, а в STn - n указывает на относительный номер регистра (относительно поля TOS).
При TOS=0: ММ0 отображается на ST0, ММ1 - ST1 и т.д.
При TOS=2: ММ0 отображается на ST6, ММ1 - ST6, ММ2 - ST0 и т.д.
После выполнения любой ММХ-команды (кроме EMMS) значения всех полей регистра тегов устанавливается в 00. Команда EMMS устанавливает значения всех полей регистра тегов 11 (см. табл.4.1.). Значения регистра тегов не оказывает никакого влияния на ММХ-регистры или выполнения ММХ-команд.
Так как ММХ и FPU используют фактически и те же регистры, для сохранения и восстановления контекста ММХ используются команды FSAVE (Store FP state) и FRSTOR (Restore FP state). Если при попытке выполнить ММХ-команду бит TS в регистре CR0 установлен в единицу, то генерируется исключение Int7. Благодаря этому факту обеспечивается прозрачность управления контекстом MMX для операционной системы.
Таблица 4.1