Микропроцессоры risc

Содержат набор простых чаще всего встречающихся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд, необходимо их реализовывать на основе более простых.

Преимуществом является факт одинаковости размеров всех команд и на выполнение каждой из них не более одного машинного такта.

Одним из первых RISC микропроцессоров считается микропроцессор ARM, он был 32 разрядным, имеющий 118 команд.

К современным моделям RISC микропроцессоров можно отнести: Cortex.

Современные производители: Apple, Power PC (PPC), IBM, Deck (Alpha), HP, Sun (Ultra Spark).

Микропроцессоры vliw

Перспективный вид микропроцессоров.

Выпускаются с 2004 года. Фирма Trans Meta выпускает микропроцессоры Crusoe.

Intel процессор под торговой маркой Itanium.

HP модель называется Маккинли.

Фирмы Intel и НР используют незначительно отличающиеся версию технологию, которая называется EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing), вычисления с явной параллельностью инструкций.

Данные технологии используют полный набор 64 разрядных инструкций, известных как IA64. (Intel Architecture)

Данная архитектура не является расширением CISC архитектуры, не переработанной RISC архитектурой. Использует специальные длинные слова команд и другие решения способные автоматизировать распараллеливание процессов выполнения задачи.

IA64 является промежуточной архитектурой между CISC и RISC, пытающаяся совместить преимущества той и другой. При этом в микропроцессоры внедряется режим совместимости декодирования команд, в которые автоматически переключаются.

ДЗ: Архитектура системы команд, классификация по составу и сложности команд, классификация по месту хранения операндов.

Стековая

Аккумуляторная

Регистровая

С выделенным доступом к памяти.

Физическая и функциональная структура микропроцессоров

Физическая структура микропроцессора представляет собой сложный аппаратный комплекс.

Ядро процессора содержит главный управляющий и исполняющий модули, блоки выполнения операций, над целочисленными данными.

К локальным управляющим схемам относят блок операций с плавающей запятой, модуль предсказания ветвлений, модуль преобразования CISC инструкций во внутренний микрокод, регистры микропроцессорной памяти, регистры кэш памяти первого уровня (отдельно для данных и отдельно для инструкций), шинный интерфейс.

В состав микропроцессора, на примере Intel Pentium входят следующие компоненты:

1. Ядро (Core)

2. Execution Unit (Исполняющий модуль)

3. Integer ALU (АЛУ для операций с целыми числами или с цифрами фиксированной запятой)

4. Registers (Регистры)

5. Floating Point Unit (Блок для работы с числами с плавающей запятой)

6. Primary Cache (Кэш первого уровня)

7. Date Cache (кэш данных)

8. Code Cache (кэш команд)

9. Instruction Decode And Prefetch Unit (Блок декодирования инструкций опережающего их исполнения)

10. Branch Predicate (Блок предсказаний ветвлений)

11. Base Interface (Интерфейсные шины)

Функционально микропроцессор можно разделить на две части:

1. Операционная часть. Содержащая устройства управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорную память.

2. Интерфейсную часть. Содержит адресные регистры микропроцессорной памяти, блок регистров команд, регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты и схемы управления шиной и портами.

Обе части микропроцессора работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, таким образом, что выборка очередной команды из памяти, её запись в блок регистров команд и предварительный анализ, выполняется во время выполнения операционной частью предыдущей команды.

Современные микропроцессор имеют несколько групп регистров в интерфейсной части, работающих с различной степенью опережения, что позволяет выполнять команды конвейерном режиме. Такая организация микропроцессора существенно повышает его эффективное быстродействие.