Исключительные ситуации

Исключительные ситуации, генерируемые микропроцессором, возникают в процессе и по результатам выполнения команд. Исключительные ситуации условно разделены на три типа в зависимости от того, чем они были вызваны и поддерживается ли рестарт вызвавшей их команды.

Ошибки представляют собой исключительные ситуации, которые обнаруживаются и обслуживаются после выборки до выполнения ошибочной команды. Чаще всего при возникновении ошибки возможен рестарт данной команды. Пример ошибки: обращение по адресу, находящемуся в отсутствующей в оперативной памяти странице.

Ловушки представляют собой исключительные ситуации, о которых сообщается сразу после выполнения команды, послужившей причиной возникновения данной исключительной ситуации.

Аварийные завершения - исключительные ситуации, которые возникают при невозможности точно обнаружить источник ошибки и используются при обнаружении крупных ошибок и технических неисправностей. Технические прерывания (или прерывания от схем контроля) возникают при появлении отказов и сбоев в работе технических средств микроЭВМ. Большинство технических прерываний не маскируется, т.е. они разрешаются всегда. При их возникновении даже не запрашивается причина прерывания, а, по-возможности, спасаются важные промежуточные результаты – записываются в безопасное место, на винчестер, например.

2. Механизм обработки прерываний

При появлении запроса на прерывание микропроцессор, после завершения выполнения текущей команды программы, анализирует допустимость (разрешенность и приоритетность) данного вида прерывания. Если прерывание разрешено, микропроцессор выполняет следующие действия: 1) запоминание в стековой памяти текущего состояния регистров микропроцессора, 2) выполнение подпрограммы обработки прерывания, 3) восстановление состояния регистров микропроцессора и возврат к выполнению прерванной программы.

Тема 4.5. Сопроцессоры

1. Общие сведения и технические характеристики. Форматы команд и обрабатываемых данных. Система команд арифметического сопроцессора

2. Структура арифметического сопроцессора

1. Общие сведения и технические характеристики. Форматы команд и обрабатываемых данных. Система команд арифметического сопроцессора

Блок вычислений с плавающей точкой (Floating Point Unit, FPU) или арифметический сопроцессор – функционально самостоятельный модуль, который вплоть до микропроцессора INTEL486 размещался в отдельной микросхеме. В микропроцессорах, начиная с INTEL486DX математический сопроцессор встроенный.

Сопроцессор INTEL 8087 выполнен как специализированная интегральная микросхема, ориентированная на работу с основным микропроцессором. Основное назначение сопроцессоров – повышение быстродействия при выполнении специальных вычислительных команд и вычислениях чисел с плавающей точкой.

Сопроцессор INTEL 8087 может обрабатывать данные, представленные в следующих форматах:

1. целые двоичные числа

15	0
знак	двоичный код
31	30	0
знак	двоичный код
63	62		0
знак	двоичный код

2. упакованные двоично-десятичные числа

79	72						0
знак	0000000	d17 d16 d15 d14 d13 d12 d11 d10 d9 d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0

3. двоичные числа с плавающей точкой

31	30	23	22	0
знак	порядок		мантисса
63	62	52	51		0
знак	порядок		мантисса
79	78	64	63			0
знак	порядок		мантисса

Комбинацию микропроцессора и сопроцессора рассматривают как единый процессор с расширенной системой команд и типами данных. Совмещение микропроцессора INTEL 8086 с сопроцессором INTEL 8087 сводится к простым соединениям соответствующих выводов без использования дополнительных интегральных схем. В сопроцессоре INTEL 8087 отсутствует механизм выборки команд, поэтому он функционирует совместно с основным микропроцессором и под управлением последнего.

Система команд сопроцессора расширяет набор команд основного микропроцессора и включает следующие группы команд:

1. команды передачи данных,

2. арифметические команды:

   1. сравнение,

   2. анализ,

   3. сложение,

   4. вычитание,

   5. умножение,

   6. деление;

3. команды загрузки констант, часто встречающихся в вычислительных программах,

4. команды трансцендентных функций:

   1. tg,

   2. arctg,

   3. 2^x-1,

   4. Ylog₂X и т.д.;

5. команды управления:

   1. команды инициализации сопроцессора,

   2. команды разрешения прерываний,

   3. команды загрузки управляющего слова,

   4. команды запоминания управляющего слова в памяти,

   5. команды запоминания слова состояния в памяти при организации условных переходов и для обработки исключительных ситуаций,

   6. команды записи содержимого всех регистров сопроцессора в память,

команды установки в ноль флагов исключительных ситуаций и т.д.