Вопрос 16. Регистровые файлы
Ответ. Во многих конвейерных системах вместо отдельных фиксаторов ступеней довольно часто используются более сложные структуры памяти. Любые из структур локальной памяти могут быть использованы вместо фиксаторов ступеней, только более меньшего объема.
Однако наибольшее распространение в этом качестве получила двухпортовая память с произвольным доступом, а микросхемы, выполняющие эту функцию, получили название регистровые файлы.
В конвейерной схеме один порт данных подключается к выходу логической схемы предыдущей ступени, а другой порт ко входу следующей. Как видно из рисунка первый порт предназначен для записи в файл, а второй - для чтения. Два набора адресов передаются конвейеру устройством управления.
Регистровый файл выполняет не менее трех функций, отсутствующих у простого фиксатора:
Позволяет многократно использовать один и тот же набор данных, не прибегая к его регенерации.
Появляется возможность локальной перегруппировки данных.
Можно
организовывать временную задержку
переменной величины.
ЛОГИКА
Данные 1
CMD1 ADR1
CMD2 ADR2
Данные 2
Запись
От устройства
управления
Чтение
ЛОГИКА
ADR - адресный вход
CMD - вход для команд
Вопрос 17.Транспьютер
Ответ. Транспьютер - это программируемый СБИС-прибор, представляющий собой микропроцессор фон-неймановского типа с развитыми средствами связи.
Отличие транспьютера от однокристальной ЭВМ в основном состоит в простоте и удобстве связи с аналогичными микросхемами: выходы одного транспьютера непосредственно подсоединяются ко входам других по всем направлениям в соответствии с конфигурацией сети. Таким образом , под связью между двумя транспьютерами подразумевается наличие двух линий связи, каждая из которых предназначена для передачи данных только в одном направлении.
Сеть организуется таким образом, что каждый транспьютер в ней решает локальную задачу, используя собственную память и информацию поступающую по сети (по общей шине или по связям с соседями). Обмен информацией между процессором, собственной памятью и средствами связи осуществляется через внутреннюю шину.
Система команд транспьютера ориентирована на выполнение сжатых(уплотненных) программ, на применение языков высокого уровня и на поддержку параллельности в обработке данных. Оперативная память - быстрая, статическая(не нуждается в постоянной регенерации).
На базе транспьютеров путем их соединения с помощью имеющихся средств связи могут быть построены сложные вычислительные системы. Одни и те же программы могут быть перестроены для прогона на одном, десятках или тысячах транспьютерах. Если транспьютер используется в качестве единственного вычислителя, на нем может быть реализована программа, написанная на любом языке высокого уровня.
Для программирования процессов в сложных системах, состоящих из взаимосвязанных и взаимодействующих систем, используется язык Оккам.
Вопрос 18. Основные характеристики контроллера Siemens c167.
Ответ. Контроллер С167 - это представитель семейства 16-разрядных однокристальных контроллеров фирмы Siemens, выполненных по технологии CMOS. Он соединяет в себе производительное ЦПУ с очень развитой периферией и устройствами управления ею.
Этот контроллер обладает свойствами как RISC, так и CISC-архитектур. Что выражается в следующем: большинство операций, включенных в систему команд, выполняется за один такт, и, в то же самое время, присутствуют специальные команды для выполнения операций, которые наиболее часто встречаются в сфере применения данных устройств.
В С167 реализован 4-ступенчатый конвейер, который позволил максимально сократить время выполнения большинства команд (за исключением операций ветвления и выборки). Ступени реализуют основные этапы выполнения команды:
ВЫБОРКА производится выборка инструкции из памяти на основании значения IP(указателя команд);
ДЕКОДИРОВАНИЕ производится декодирование выбранной инструкции и выборка необходимых операндов;
ВЫЧИСЛЕНИЕ производится выполнение необходимой операции над операндами или в соответствии с ними;
ЗАПИСЬ производится запись результатов операции в определенное место.
Результатом применения конвейера является уменьшение в среднем в четыре раза времени выполнения команд, при тактовой частоте 20 МГц время выполнения команды составляет 100 нс (до 10 млн. операций в секунду).
Основные характеристики контроллера:
тактовая частота - 40 Мгц;
до 16 МБ линейного адресного пространства для данных и кода;
организация регистров в виде регистровых банков в памяти;
16-уровневая система прерываний, 56 прерываний имеют собственные вектора;
8-канальный контроллер внешних событий;
16-канальный 10-битный АЦП с программируемым временем преобразования;
4-канальный широтно-импульсный модулятор;
16-канальный компаратор;