5. Характеристики и особенности микропроцессов с микропрограммным управлением и с фиксированным набором команд. Risc процессоры.

Микропроцессоры с фиксированным набором команд (микропроцессоры жесткой логики):

Схема управления и синхронизации заложена в микросхему и не может быть изменена пользователем.

(+): 1) Легче использовать команды

2) Высокая скорость программирования

(-): 1) Если нужны специфические команды, которых нет, нужно использовать комбинацию имеющихся команд

Микропроцессоры с микрокомандным управлением (гибкой логики):

В 80% случаев используется 20% команд

Пользователь может сам вносить изменения в систему команд. Такие микропроцессоры позволяют программисту воздействовать на элементарные преобразования информации, не разложимые на более простые и выполняемые за один такт, т.е микропроцессор имеет открытый микропрограммный уровень. Сами элементарные преобразования называют микрооперациями. Каждому набору микроопераций, выполняемых за один такт, ставится в соответствие свой код – микрокоманда. Набор микрокоманд и последовательность их выполнения образуют микропрограмму. МП с гибкой логикой имеют больше выводов.

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computing) — вычисления с сокращённым набором команд.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) - Компьютер с сокращенной системой команд. Упрощена система команд и сокращена до такой степени, что каждая инструкция выполняется за единственный такт. Вследствие этого упростилась структура микропроцессора, и увеличилось его быстродействие.

Пример микропроцессора с RISC-аpхитектуpой - Power PC. Микропроцессор Power PC начал разрабатываться в 1981 году тремя фирмами: IBM, Motorola, Apple.

Характерные особенности RISC-процессоров:

• Фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.

• Одна инструкция выполняет только одну операцию с памятью — чтение или запись. Операции вида «прочитать-изменить-записать» отсутствуют.

• Большое количество регистров общего назначения (32 и более).

RISC (Reduced Instruction Set Computer)-архитектура отличается использованием ограниченного набора команд фиксированного формата. Современные RISC-процессоры обычно реализуют около 100 команд, имеющих фиксированный формат длиной 4 байта. Также значительно сокращается число используемых способов адресации. Обычно в RISC-процессорах все команды обработки данных выполняются только с регистровой или непосредственной адресацией. При этом для сокращения количества обращений к памяти RISC-процессоры имеют увеличенный объем внутреннего РЗУ – от 32 до нескольких сотен регистров, тогда как в CISC-процессорах число регистров общего назначения обычно составляет 8-16.

Обращение к памяти в RISC-процессорах используется только в операциях загрузки данных в РЗУ или пересылки результатов из РЗУ в память. При этом используется небольшое число наиболее простых способов адресации: косвенно-регистровая, индексная и некоторые другие. В результате существенно упрощается структура микропроцессора, сокращаются его размеры и стоимость, значительно повышается

производительность.

Указанные достоинства RISC-архитектуры привели к тому, что во многих современных CISC-процессорах используется RISC-ядро, выполняющее обработку данных. При этом поступающие сложные и разноформатные команды предварительно преобразуются в последовательность простых RISC-операций, быстро выполняемых этим процессорным ядром. Таким образом работают, например, последние модели микропроцессоров Pentium и K7, которые по внешним показателям относятся к CISC-процессорам. Использование RISC-архитектуры является характерной чертой многих современных микропроцессоров.