logo
AOM / Мельник А

4.1.4. Приклади виконання операцій в процесорі

Наведена на рис. 4.1 одношинна структура процесора є достатньо простою. Тому вона широко використовується при побудові процесорів реальних комп'ютерів. Зокре­ма, за такою схемою побудовано більшість мікроконтролерів, від яких не вимагається висока швидкодія. Якщо ж така вимога існує, то застосовується багатошинна організа­ція процесора, в якій завдяки наявності багатьох шин забезпечується можливість пара­лельного обміну інформації між функціональними вузлами процесора і, тим самим, сут­тєво підвищується швидкість опрацювання інформації. Як приклад на рис. 4.3 показано можливий варіант двошинної структури процесора.

Тут входи та виходи регістрів процесора приєднані до різних шин, що дозволяє од­ночасно здійснити обмін між двома парами регістрів, а не між однією, як це було в одно-шинній структурі процесора. Тим самим в два рази зростає кількість переданої одночас­но інформації. Міст зв'язку між шинами, який може бути відчинений або зачинений, призначений для обміну інформацією між шинами.

138

Розглянемо виконання на цій структурі процесора операції РгЗ : = РгО + Рг1:

  1. Pr0out, Prlout, Add, PrZin (подання на шину А числа з регістра Рг1 та на шину В числа з регістра РгО, виконання в АЛП операції додавання та запис результату до регі­стра PrZ).

  2. PrZout, РгЗіп (запис числа з регістра PrZ до регістра РгЗ через міст М зв'язку між шинами).

Як видно, для виконання операції додавання тут потрібно лише два такти, тоді як в одношинній структурі процесора було потрібно три такти.

Зрозуміло, що із збільшенням кількості шин швидкість обміну зростає. Так, в тришин-ній структурі процесора операція додавання двох чисел буде виконана за один такт.

Збільшення кількості шин ускладнює структуру процесора та збільшує кількість необхідного обладнання на його побудову. Адже кожна додаткова шина - це велика кількість додаткових провідників, які займають багато місця на кристалі. Однак потре­ба підвищення продуктивності змушує розробників застосовувати саме багатошинну структуру процесора. Більшість процесорів сучасних високопродуктивних комп'ютерів є багатошинними.