ÿþJ a c e k I z y d o r c z y k 1
O r ó |n y c h p r o c e s o r a c h s y g n a Bo w y c h
c z y l i t r o c h h i s t o r i i , s z c z y p t a t e r a zn i e j s z o [c i i n i e d a l e k a p r z y s z Bo [
1 . P r o c e s o r y s y g n a Bo w e w t e l e k o m u n i k a c j i
W a r t o [ o b r o t ó w n a [w i a t o w y m r y n k u p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h o s i g n Ba w r o k u 1 9 9 7 p o n a d 3
m i l i a r d y U S D . C o r o k u n o t u j e s i w z r o s t o b r o t ó w o 3 5 % - 4 0 % c o o z n a c z a p r a w i e p o t r o j e n i e
w i e l k o [c i r y n k u c o t r z y l a t a . P r z e w i d u j e s i , |e w r o k u 2 0 0 2 w a r t o [ o b r o t ó w s i g n i e 1 4
m i l i a r d ó w U S D [ 2 5 ] . N a j c i e k a w s z e j e s t t o , |e w z r o s t t e n w y n i k a w d u |e j m i e r z e z
z a p o t r z e b o w a n i a n a p r o c e s o r y s y g n a Bo w e p r z e z t e l e k o m u n i k a c j . W s z c z e g ó l n o [c i c h o d z i t u t a j o
c y f r o w t e l e f o n i k o m ó r k o w o r a z t r a n s m i s j d a n y c h c y f r o w y c h p o p r z e z p u b l i c z n s i e
t e l e f o n i c z n ( m o d e m y d l a k o m p u t e r ó w P C ) .
T e l e f o n i a k o m ó r k o w a s t a n o w i n a j w i k s z y s e g m e n t r y n k u p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h . {a d e n
c y f r o w y a p a r a t t e l e f o n i c z n y n i e m o |e s i o b e j [ b e z p r o c e s o r a s y g n a Bo w e g o p a t r z r y s u n e k 1 .
D u | i c h l i c z b z a w i e r a t a k |e k a |d a s t a c j a b a z o w a . N a l e |y t a k |e u w z g l d n i z a s t o s o w a n i a w
k l a s y c z n y c h t e l e f o n a c h b e z p r z e w o d o w y c h , a p a r a t a c h t e l e f o n i c z n y c h z a u t o m a t y c z n s e k r e t a r k
w y p o s a |o n y c h w p a m i p ó Bp r z e w o d n i k o w o r a z f a k s a c h . W k r a j a c h w y s o k o r o z w i n i t y c h
d o c h o d z i d o t e g o w i e l c e o b i e c u j c y r y n e k z w i z a n y z w p r o w a d z a n i e m p r z e z l i c z n y c h
o p e r a t o r ó w t e l e k o m u n i k a c y j n y c h s y s t e m ó w r a d i o d o s t p u a b o n e n c k i e g o ( a n g . w i r e l e s s l o c a l
l o o p ) . C y f r o w a t e l e f o n i a k o m ó r k o w a o p r ó c z z w y k By c h u s Bu g p o l e g a j c y c h n a p r z e s y Ba n i u g Bo s u
p o z w a l a n a t r a n s m i s j d a n y c h c y f r o w y c h w t y m n a d o s t p d o I n t e r n e t u .
I n t e r n e t t o t e c h n o l o g i a , k t ó r a w d u |y m s t o p n i u p o b u d z a p o p y t n a r y n k u m o d e m ó w d l a
U k Ba d U k Ba d
a n a l o g o w y c y f r o w y
K s i - O b s Bu -
g a
|k a
t e l e f o - k l a w i a -
D M A
t u r y
n i c z n a
A S I C
R A M & R O M
O b s Bu - P r o t o -
F i l t r
S / P
g a k ó B
p a s m o w y
i n t e r - p o Bc z e -
D e m o -
K o d e r
d u l a c j a f e j s u n i o w y
D e c y -
S H A / O
i s y n c h r o -
m a c j a
V i t e r b i e g o
n i z a c j a
P o d w y |-
R F R o z p o z -
I F
s z e n i e
n a w a n i e
j a k o [c i
m o w y
m o w y
7 0 M H z 1 0 , 7 M H z
9 0 0 M H z
4 0 M s / s e c - 5 4 0 k s / s e c 2 7 0 k s / s e c
D e k o - K o m -
p r e s j a
m o w y
d e r
R y s u n e k 1 . S c h e m a t b l o k o w y t e l e f o n u k o m ó r k o w e g o
1 Z a k Ba d T e l e k o m u n i k a c j i I n s t y t u t u E l e k t r o n i k i P o l i t e c h n i k i Zl s k i e j .
k o m p u t e r ó w P C . L u d z i e u |y w a j i c h c u |y w a I n t e r n e t u w p r a c y , w d o m u d l a r o z r y w k i , w
i n t e r e s a c h . M o g n a w e t z a j e g o p o [r e d n i c t w e m w y g o d n i e z a Ba t w i z a k u p y . M o d e m s Bu |y w t y m
p r z y p a d k u d l a p r z e s Ba n i a d a n y c h c y f r o w y c h o d a b o n e n t a d o d o s t a w c y u s Bu g i n t e r n e t o w y c h ( o r a z
w k i e r u n k u p r z e c i w n y m ) p o p r z e z p u b l i c z n s i e t e l e f o n i c z n . P o Bc z e n i e a b o n e n t a z p u b l i c z n
s i e c i t e l e k o m u n i k a c y j n m a j e d n a k z w y k l e c h a r a k t e r a n a l o g o w y i d a n e c y f r o w e m u s z b y
p r z e d w y s Ba n i e m z a b e z p i e c z o n e , p r z e t w o r z o n e i w t Bo c z o n e w k a n a B o p a [m i e p r z e p u s z c z a n i a
o k o Bo 3 k H z i p r z e p u s t o w o [c i n i e p r z e k r a c z a j c e j 6 4 k b / s . P o d o b n i e d z i e j e s i w p r z y p a d k u
c y f r o w e j t e l e f o n i i k o m ó r k o w e j d a n e c y f r o w e ( z a k o d o w a n y s y g n a B m o w y ) m u s z z o s t a
p r z e s Ba n e d r o g r a d i o w c z y l i k a n a Be m a n a l o g o w y m w k t ó r y m w a r u n k i p r o p a g a c j i m o g
z m i e n i a s i z s e k u n d y n a s e k u n d . W o b u p r z y p a d k a c h p r o c e s o r s y g n a Bo w y r e a l i z u j e b a r d z o
p o d o b n e z a d a n i a :
D o k o n u j e k o r e k c j i z n i e k s z t a Bc e D w p r o w a d z a n y c h d o o d b i e r a n e g o s y g n a Bu p r z e z k a n a B
t r a n s m i s y j n y ( a n g . e q u a l i z a t i o n ) .
D o k o n u j e e l e k t r o n i c z n e j e l i m i n a c j i e c h a ( m o d e m a n a l o g o w y , m o d e m I S D N ) .
O d t w a r z a c z s t o t l i w o [ n o [n n a d a j n i k a ( m o d e m a n a l o g o w y ) .
O d t w a r z a c z s t o t l i w o [ s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a .
D o k o n u j e m o d u l a c j i i d e m o d u l a c j i s y g n a Bu .
R e a l i z u j e k o d o w a n i e i d e k o d o w a n i e k a n a Bo w e .
D o k o n u j e k o m p r e s j i ( d e k o m p r e s j i ) c y f r o w e g o s y g n a Bu m o w y .
D o k o n u j e b e z s t r a t n e j k o m p r e s j i ( d e k o m p r e s j i ) d a n y c h c y f r o w y c h ( m o d e m a n a l o g o w y ) .
E l i m i n u j e e c h o a k u s t y c z n e ( a p a r a t y g Bo [n o m ó w i c e ) .
C h o c i a | z a d a n i a t e p o d s u m o w a n o w k i l k u p u n k t a c h t o n i e s t o z a d a n i a t r y w i a l n e . S a m o
o m ó w i e n i e i c h p o d s t a w t e o r e t y c z n y c h z a j m u j e z w y k l e p r a w i e t y s i c s t r o n i c o w y p o d r c z n i k
a k a d e m i c k i [ 2 7 ] , [ 2 8 ] , [ 2 9 ] . W y n i k a j c e s t d a l g o r y t m y c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w
m a j j e d n a k p e w n l i c z b c e c h w s p ó l n y c h , k t ó r e p r z e s d z a j o t a k i e j a n i e i n n e j b u d o w i e
( a r c h i t e k t u r z e ) p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h .
S y g n a By c y f r o w e r e p r e z e n t o w a n e s z w y k l e i p r z e t w a r z a n e z e s t o s u n k o w o n i e w i e l k
d o k Ba d n o [c i . T y p o w y k o d e k t e l e f o n i c z n y d o k o n u j e p r ó b k o w a n i a s y g n a Bu a n a l o g o w e g o z
c z s t o t l i w o [c i 8 k H z , a n a s t p n i e w a r t o [c i p r ó b e k k o d u j e w f o r m a c i e A - l a w 2 . J e s t t o n i c i n n e g o
j a k b a r d z o k r ó t k i , j e d n o b a j t o w y z m i e n n o p r z e c i n k o w y f o r m a t z a p i s u l i c z b [ 3 0 ] z a p e w n i a j c y
z a c h o w a n i e o d s t p u s y g n a B- s z u m k w a n t o w a n i a n a p o z i o m i e 3 8 - 4 4 d B . O d p o w i a d a t o
z a c h o w a n i u d o k Ba d n o [c i m n i e j w i c e j d w ó c h z n a c z c y c h c y f r d z i e s i t n y c h . W p r z y p a d k u
p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bu a k u s t y c z n e g o n a p o z i o m i e j a k o [c i h i - f i p r ó b k i s y g n a Bu p o b i e r a n e s z
c z s t o t l i w o [c i 4 4 k H z i k o d o w a n e w 1 6 - b i t o w y m f o r m a c i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m c o o d p o w i a d a
m n i e j w i c e j z a c h o w a n i u d o k Ba d n o [c i p i c i u c y f r d z i e s i t n y c h . D a l s z e p r z e t w a r z a n i e l i c z b
o d b y w a s i z w y k l e z d o k Ba d n o [c i n i e p r z e k r a c z a j c 3 2 b i t ó w . S t o s o w a n e s w z a s a d z i e d w a
f o r m a t y . F o r m a t s t a Bo p r z e c i n k o w y 1 . 3 1 ( l u b k r ó t s z y 1 . 1 5 ) :
3 1 3 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0
s f
N a j s t a r s z y b i t s Bo w a m a w a g - 1 , n a s t p n y 2 - 1 , n a s t p n y 2 - 2 a | d o n a j m Bo d s z e g o b i t u o w a d z e
s
2 - 3 1 . R e p r e z e n t o w a n a w t e n s p o s ó b l i c z b a w y r a |a s i w z o r e m x = ( - 1 ) Å"( 0 . f ) i l e |y w
l e w o s t r o n n i e d o m k n i t y m p r z e d z i a l e [ - 1 , 1 ) . D o k Ba d n o [ p r z e p r o w a d z a n y c h w t y m f o r m a c i e
2 W U S A j e s t t o f o r m a t µ - l a w .
2
o b l i c z e D s i g a d z i e w i c i u z n a c z c y c h c y f r d z i e s i t n y c h a l e n i e w i e l k i z a k r e s r e p r e z e n t o w a n y c h
l i c z b j e s t p e w n y m u t r u d n i e n i e m d l a p r o g r a m i s t y . P r o c e s o r y s y g n a Bo w e p r z e t w a r z a j c e l i c z b y w
f o r m a c i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m n a z y w a n e s w |a r g o n i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m i . T a k s i s k Ba d a , |e
w Ba [c i w i e w s z y s t k i e p r o c e s o r y p r e z e n t o w a n e w t y m a r t y k u l e t o p r o c e s o r y s t a Bo p r z e c i n k o w e .
W y n i k a t o p r a w d o p o d o b n i e z f a k t u , |e a r y t m e t y k a s t a Bo p r z e c i n k o w a j e s t Ba t w i e j s z a d o
z a i m p l e m e n t o w a n i a w u k Ba d z i e s c a l o n y m ( m n i e j b r a m e k ) i n o w e i d e e d o t y c z c e p r o c e s o r ó w
s y g n a Bo w y c h z a w s z e t e s t o w a n e b y By n a j p i e r w n a p r o c e s o r a c h s t a Bo p r z e c i n k o w y c h . D r u g i z e
s t o s o w a n y c h f o r m a t ó w z a p i s u l i c z b t o f o r m a t z m i e n n o p r z e c i n k o w y . J e s t t o k r ó t k a , 3 2 - b i t o w a
f o r m a z a p i s u z m i e n n o p r z e c i n k o w e g o p r z e w i d y w a n e g o p r z e z n o r m I E E E - 7 5 4 [ 2 6 ] :
3 1 3 0 . . . . . 2 3 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0
s c m
L i c z b z m i e n n o p r z e c i n k o w t w o r z d w i e l i c z b y s t a Bo p r z e c i n k o w e : m a n t y s a i c e c h a . W a r t o [
s
l i c z b y d a n a j e s t w z o r e m x = ( - 1 ) Å"( 1 . m ) Å" 2 ( c - 1 2 7 ) . W t e n s p o s ó b m o g b y r e p r e z e n t o w a n e l i c z b y z
z a k r e s u o d 1 0 - 3 8 ( m n i e j n i | m a s a e l e k t r o n u w y r a |o n a w k i l o g r a m a c h ) d o 1 0 3 8 ( w i c e j n i |
o d l e g Bo [ o d n a j d a l s z y c h o b s e r w o w a n y c h g a l a k t y k w y r a |o n a w m e t r a c h ) z z a c h o w a n i e m
d o k Ba d n o [c i 7 d z i e s i t n y c h c y f r z n a c z c y c h . J e s t t o d l a c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w
w y s t a r c z a j c y z a k r e s l i c z b o r a z d o k Ba d n o [ o b l i c z e D. W z w i z k u z t y m m a m y i s t o t n r ó |n i c
m i d z y z m i e n n o p r z e c i n k o w y m p r o c e s o r e m s y g n a Bo w y m a m i k r o p r o c e s o r e m o g ó l n e g o
p r z e z n a c z e n i a n p . P e n t i u m . M i a n o w i c i e t e n o s t a t n i l i c z y z a d o k Ba d n i e . W y k o n y w a n i e o b l i c z e D
w 8 0 - b i t o w y m f o r m a c i e z m i e n n o p r z e c i n k o w y m w y d a j e s i b y w p r z y p a d k u c y f r o w e g o
p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w z b y t e c z n e .
D r u g a c e c h a a l g o r y t m ó w c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w t o k o n i e c z n o [ w y k o n y w a n i a
i c h w c z a s i e r z e c z y w i s t y m . A l g o r y t m y t e s k Ba d a j s i z o g r o m n e j l i c z b y o p e r a c j i m n o |e n i a l i c z b
i i c h d o d a w a n i a . N p . o c e n i a s i , |e a l g o r y t m m o d u l a t o r a z g o d n y z n o r m V . 3 4 w y k o n y w a n y w
c z a s i e r z e c z y w i s t y m w y m a g a m o c y o b l i c z e n i o w e j r z d u 2 0 - 2 5 M I P S ( a n g . m i l i o n i n s t r u c t i o n p e r
s e c o n d ) [ 2 5 ] . D o t e g o w s z y s t k i e t e o p e r a c j e p o w i n n y b y w y k o n a n e p r z y j a k n a j m n i e j s z y m
p o b o r z e m o c y p r z e z p r o c e s o r . W p r z y p a d k u t e l e f o n u k o m ó r k o w e g o c z y p a g e r a w y m a g a n i e t o
j e s t a b s o l u t n i e n a d r z d n e . W p r z y p a d k u s t a c j i b a z o w e j c z y m o d e m u k o m p u t e r o w e g o o b n i |e n i e
p o b i e r a n e j m o c y t o n i |s z e k o s z t y e k s p l o a t a c j i a p r z e d e w s z y s t k i m w i k s z a n i e z a w o d n o [
u r z d z e n i a . W y d a j e s i , |e o i l e z m n i e j s z a n i e p o b o r u e n e r g i i n a k a |d w y k o n a n i n s t r u k c j t o
w y Bc z n a d o m e n a t e c h n o l o g i i e l e k t r o n o w e j o t y l e z w i k s z a n i e w y d a j n o [c i p r o c e s o r ó w
s y g n a Bo w y c h t o p r o b l e m i c h a r c h i t e k t u r y ( b u d o w y w e w n t r z n e j ) .
2 . W p o g o n i z a w y d a j n o [c i
A r c h i t e k t u r a p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h w d u |e j m i e r z e p o d p o r z d k o w a n i a j e s t w y m o g o w i b a r d z o
s z y b k i e g o p r z e t w a r z a n i a l i c z b . P o d s t a w o w y m p r o b l e m e m j e s t k o n s t r u k c j a i s c a l e n i e s z y b k i e g o
u k Ba d u m n o |c e g o , k t ó r y d o s t a r c z a w y n i k u m n o |e n i a w c z a s i e j e d n e g o , d w u l u b n a j w y |e j t r z e c h
t a k t ó w z e g a r o w y c h [ 3 ] . D o p i e r o k i e d y n a p o c z t k u l a t o s i e m d z i e s i t y c h s z t u k a t a s i u d a Ba
m o |n a m ó w i , |e p o j a w i By s i p r o c e s o r y s y g n a Bo w e . N a s t p n y m p r o b l e m e m b y Bo t a k i e
z o r g a n i z o w a n i e p r z e t w a r z a n i a a b y j a k n a j l e p i e j w y k o r z y s t a z a s o b y s p r z t o w e p r o c e s o r a , a b y
|a d n a j e g o c z [ n i e p o z o s t a w a Ba b e z c z y n n a p o d c z a s r e a l i z a c j i p r o g r a m u .
2 . 1 A r c h i t e k t u r a v o n N e u m a n a
N a p o c z t k u s w e j h i s t o r i i k o m p u t e r y p o m y [l n e b y By j a k o s y s t e m y s t e r o w a n e p r z e p By w e m
o p e r a c j i [ 4 ] . S t a n o w i s k o r e a l i z a c j i ( p r o c e s o r ) :
3
p o b i e r a r o z k a z z p a m i c i o p e r a c y j n e j ;
d e k o d u j e j e g o z n a c z e n i e ;
p o b i e r a p o t r z e b n e d l a r e a l i z a c j i i n s t r u k c j i ( r o z k a z u ) d a n e ( a r g u m e n t y ) ;
w y k o n u j e o p e r a c j w s k a z a n p r z e z r o z k a z ;
z a p a m i t u j e w y n i k i .
W t y m m o m e n c i e p r o c e s o r z w a l n i a s i d l a r e a l i z a c j i n a s t p n e j i n s t r u k c j i i t d . P i e r w s z e
m i k r o p r o c e s o r y d z i a Ba By [c i [l e w e d Bu g t e g o s c h e m a t u , a l e s z y b k o o k a z a Bo s i , |e d l a z w i k s z e n i a
p r d k o [c i p r z e t w a r z a n i a t r z e b a s i g n p o u d o s k o n a l e n i a t e j k o n c e p c j i , k t ó r e w c z e [n i e j
p r z e t e s t o w a n e z o s t a By n a d u |y c h m a s z y n a c h c y f r o w y c h 3 .
2 . 1 . 1 P r z e t w a r z a n i e p o t o k o w e
J e d n y m z w c z e [n i e j s z y c h p o m y s Bó w p r z y s p i e s z e n i a r e a l i z a c j i r o z k a z ó w b y Bo z o r g a n i z o w a n i e
p r z e t w a r z a n i a w p o s t a c i p o t o k u i n s t r u k c j i [ 2 ] , [ 1 ] . R e a l i z a c j a r o z k a z u p o d z i e l o n a b y Ba z a w s z e n a
p e w n l i c z b k o l e j n y c h e t a p ó w . P o w y |e j w p u n k t a c h p r z e d s t a w i o n o z a l e d w i e j e d n p r o p o z y c j
p o d z i a Bu p r o c e s u w y k o n y w a n i a r o z k a z u n a e t a p y . W t y m p r z y p a d k u p o d z i a Bu d o k o n a n o n a p i
e t a p ó w , a l e a n i s p o s ó b p o d z i a Bu a n i l i c z b a e t a p ó w n i e j e s t z g ó r y u s t a l o n a . I s t n i e j p r o c e s o r y
k t ó r e r e a l i z u j i n s t r u k c j e w c z t e r e c h e t a p a c h t a k j a k n p . s t a Bo p r z e c i n k o w y p r o c e s o r s y g n a Bo w y
f i r m y A n a l o g D e v i c e s A D S P - 2 1 8 1 [ 3 1 ] , i s t a k i e k t ó r e p o t r z e b u j d l a r e a l i z a c j i p e w n y c h
r o z k a z ó w n a w e t s z e s n a s t u e t a p ó w p r z e t w a r z a n i a n p . z m i e n n o p r z e c i n k o w y p r o c e s o r s y g n a Bo w y
T M S 3 2 0 C 6 7 0 1 f i r m y T e x a s I n s t r u m e n t s [ 9 ] . E t a p y r e a l i z o w a n e s p r z e z k o l e j n e j e d n o s t k i
p r o c e s o r a p o Bc z o n e w k a s k a d ( p o t o k ) , a w y n i k i p r z e t w a r z a n i a w d a n y m e t a p i e s d a n y m i
w e j [c i o w y m i d l a p r z e t w a r z a n i a w e t a p i e n a s t p n y m . W t a k i m p r z y p a d k u b e z c z y n n i e c z e k a n i e
u k Ba d ó w p r o c e s o r a k t ó r e z a k o Dc z y By j u | s w o j p r a c n a c a Bk o w i t e z a k o Dc z e n i e w y k o n y w a n i a
r o z k a z u j e s t j a w n y m t r w o n i e n i e m c z a s u i z a s o b ó w . K a |d y z e l e m e n t ó w p r o c e s o r a p o
z a k o Dc z e n i u p r a c y n a d j e d n y m r o z k a z e m p r z e c h o d z i n a t y c h m i a s t d o p r z e t w a r z a n i a n a s t p n e g o
r o z k a z u . P o w s t a j e w t e n s p o s ó b c o [ n a k s z t a Bt l i n i i m o n t a |u s a m o c h o d ó w [ 2 ] . W k a |d e j c h w i l i
p r o c e s o r z a j t y j e s t p r z e t w a r z a n i e m k i l k u r o z k a z ó w j e d n o c z e [n i e p r z y c z y m k a |d y r o z k a z j e s t n a
i n n y m e t a p i e w y k o n a n i a . E f e k t y w n y c z a s w y k o n a n i a r o z k a z u 4 , n i e z a l e |n i e o d l i c z b y e t a p ó w
p o t r z e b n y c h n a j e g o r e a l i z a c j , j e s t r ó w n y c z a s o w i p r z e t w a r z a n i a n a j e d n y m e t a p i e r e a l i z a c j i .
I d e a t a s i g a l a t s z e [d z i e s i t y c h . P i e r w s z e m a s z y n y , w k t ó r y c h j z a i m p l e m e n t o w a n o t o I B M
3 6 0 / 1 9 5 , C D C S T A R , M U 5 ( U n i w e r s y t e t w M a n c h e s t e r ) [ 1 ] .
2 . 1 . 2 A r c h i t e k t u r a t y p u H a r v a r d
Z w i k s z o n a s z y b k o [ p r z e t w a r z a n i a d a n y c h p o w o d u j e n a o g ó B l i c z n e k o n f l i k t y p o d c z a s d o s t p u
d o p a m i c i o p e r a c y j n e j . J e |e l i m a s z y n a k o r z y s t a z e w s p ó l n e j p a m i c i p r o g r a m u i d a n y c h t o w
p r z y p a d k u p r z e t w a r z a n i a p o t o k o w e g o c z s t o d o c h o d z i d o p r ó b y j e d n o c z e s n e g o p o b r a n i a n o w e g o
r o z k a z u o r a z p o b r a n i a a r g u m e n t u d l a r o z k a z u , k t ó r y z o s t a B j u | c z [c i o w o p r z e t w o r z o n y . T a k i e
k o n f l i k t y s o c z y w i [c i e w p e w i e n s p o s ó b r o z w i z y w a n e p r z e z u k Ba d y p r o c e s o r a , a l e z a k a |d y m
r a z e m p r o w a d z i t o d o c h w i l o w e g o z a t r z y m a n i a p o t o k u r o z k a z ó w . N a j l e p i e j g d y b y k o n f l i k t ó w
t a k i c h n i e b y Bo . M o |n a i c h w d u |y m s t o p n i u u n i k n s t o s u j c d w a o d d z i e l n e u k Ba d y p a m i c i i
d w i e o d d z i e l n e m a g i s t r a l e Bc z c e t e p a m i c i z p r o c e s o r e m . J e d e n u k Ba d p a m i c i p r z e c h o w u j e
r o z k a z y ( p a m i p r o g r a m u ) a d r u g i p r z e c h o w u j e d a n e ( p a m i d a n y c h ) . W t e n s p o s ó b p o w s t a j e
3 W e d Bu g w i e d z y a u t o r a o s t a t n i m m i k r o p r o c e s o r e m o g ó l n e g o p r z e z n a c z e n i a , k t ó r y
d z i a Ba B [c i [l e w e d Bu g p r z e d s t a w i o n e g o s c h e m a t u b y B Z 8 0 f i r m y Z i l o g .
4 O c z y w i [c i e p o w y p e Bn i e n i u s i p o t o k u i n s t r u k c j i .
4
a r c h i t e k t u r a t y p u H a r v a r d . J e s t t o t e | s t a r y p o m y s B b o w i e m o d n a j d a w n i e j s z y c h c z a s ó w c z a s
d o s t p u d o p a m i c i o p e r a c y j n e j b y B z b y t d Bu g i w s t o s u n k u d o s z y b k o [c i p r o c e s o r a c e n t r a l n e g o .
A r c h i t e k t u r a t y p u H a r v a r d b y Ba t u j e d n y m z p o m y s Bó w 5 p o w a l a j c y m n a u t r z y m a n i e w y s o k i e g o
t e m p a p r z e t w a r z a n i a w o b e c n o [c i s t o s u n k o w o w o l n e j p a m i c i .
2 . 1 . 3 P r o c e s o r y m a c i e r z o w e ( S I M D )
W i e l e a l g o r y t m ó w n p . t e d o t y c z c e c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w , r o z w i z y w a n i a r ó w n a D
r ó |n i c z k o w y c h c z s t k o w y c h w y k o n u j e w i e l o k r o t n i e t e s a m e o p e r a c j e n a r ó |n y c h z e s t a w a c h
d a n y c h . P o w s t a j e z a t e m p o m y s B a b y w y p o s a |y m a s z y n c y f r o w w w i e l e i d e n t y c z n y c h
j e d n o s t e k , z k t ó r y c h k a |d a w y k o n u j e z a k a |d y m r a z e m t e n s a m r o z k a z a l e n a i n n y c h d a n y c h .
P r o c e s o r y o t a k i e j a r c h i t e k t u r z e n a z y w a n e s p r o c e s o r a m i m a c i e r z o w y m i l u b p r o c e s o r a m i
w e k t o r o w y m i . W t e r m i n o l o g i i a n g i e l s k i e j s t o p r o c e s o r y S I M D s i n g l e i n s t r u c t i o n m u l t i p l e
d a t a . P o n i e w a | j u | w c z a s i e I I W o j n y Zw i a t o w e j u |y w a n o m a s z y n c y f r o w y c h d l a r o z w i z y w a n i a
r ó w n a D r ó |n i c z k o w y c h c z s t k o w y c h p r o c e s o r y m a c i e r z o w e p o j a w i By s i b a r d z o w c z e [n i e .
J e d n y m z p i e r w s z y c h p r z y k Ba d ó w b y Ba m a s z y n a I l l i a c I V s k o n s t r u o w a n a n a U n i w e r s y t e c i e
I l l i n o i s a z b u d o w a n a w z a k Ba d a c h B u r r o u g h s C o r p o r a t i o n .
2 . 2 P r z e t w a r z a n i e r ó w n o l e g Be
D a l s z e z w i k s z e n i e p r d k o [c i p r z e t w a r z a n i a d a n y c h p r z e z p r o c e s o r z w i z a n i e j e s t z m o |l i w o [c i
r ó w n o l e g Be g o p r z e t w a r z a n i a d a n y c h . D o k Ba d n e r o z w a |e n i e p r o b l e m u p r o w a d z i d o k o n c e p c j i
s y s t e m ó w s t e r o w a n y c h p r z e p By w e m a r g u m e n t ó w [ 4 ] , [ 5 ] . I d e a p o l e g a n a t y m , |e r o z k a z y
t w o r z c e a l g o r y t m w y k o n y w a n e s n a t y c h m i a s t w t e d y g d y d o s t p n e s a r g u m e n t y p o t r z e b n e d l a
i c h r e a l i z a c j i . P r z e z a r g u m e n t y r o z u m i e m y t u t a j n i e z b d n e d a n e o r a z u k Ba d y p r o c e s o r a k t ó r e s w
s t a n i e z r e a l i z o w a w s k a z a n p r z e z r o z k a z o p e r a c j . P r o w a d z i t o d o s y t u a c j i w k t ó r e j p r o c e s o r
c e n t r a l n y w y p o s a |o n y j e s t w w i e l e j e d n o s t e k z d o l n y c h d o w y k o n y w a n i a r o z k a z ó w r ó w n o l e g l e .
R o z k a z y s p o b i e r a n e s z e r o k i m s t r u m i e n i e m i k i e r o w a n e d o r e a l i z a c j i p r z e z p o s z c z e g ó l n e
j e d n o s t k i . K o n c e p c j a t a k i e g o p r o c e s o r a r ó w n o l e g Be g o m o |e b y z r e a l i z o w a n a p r z y n a j m n i e j n a
d w a s p o s o b y .
2 . 2 . 1 P r o c e s o r y o b a r d z o d Bu g i m r o z k a z i e ( V L I W )
R o z k a z y p r o c e s o r a o a r c h i t e k t u r z e V L I W w s p o s ó b j a w n y z a w i e r a j i n f o r m a c j , k t ó r e z n i c h
b d p r z e t w a r z a n e j e d n o c z e [n i e . A r g u m e n t e m ( j a w n y m l u b d o m y [l n y m ) k a |d e g o t a k i e g o
r o z k a z u j e s t j e d n o s t k a w y k o n a w c z a p r o c e s o r a k t ó r a b d z i e r o z k a z r e a l i z o w a . W j e d n y m c y k l u
p o b i e r a s i w i e l e r o z k a z ó w j e d n o c z e [n i e s t d a n g i e l s k a n a z w a a r c h i t e k t u r y V L I W - v e r y l o n g
i n s t r u c t i o n w o r d . A l g o r y t m z p o s t a c i s z e r e g o w e j 6 d o p o s t a c i r ó w n o l e g Be j m u s i b y z a t e m
p r z e t w o r z o n y n a e t a p i e k o m p i l a c j i p r o g r a m u . W p r a k t y c e w y m u s z a t o k o r z y s t a n i e p r z y p i s a n i u
p r o g r a m ó w z k o m p i l a t o r a j z y k a C / C + + l u b i n n e g o j z y k a w y s o k i e g o p o z i o m u . P r z y k Ba d e m
p r o c e s o r ó w o t a k i e j a r c h i t e k t u r z e s p r o c e s o r y s y g n a Bo w e z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 6 x x . A r c h i t e k t u r
t y p u V L I W l u b j e j e l e m e n t y b d z i e p o s i a d a Ba t a k |e n o w a r o d z i n a p r o c e s o r ó w o g ó l n e g o
5 O b o k n p . p r a c y p a m i c i z p r z e p l o t e m [ 2 ] .
6 K t ó r p r o g r a m i [c i e Ba t w i e j s t w o r z y i p r z e a n a l i z o w a .
5
p r z e z n a c z e n i a f i r m y I n t e l 7 . J e s t r z e c z c i e k a w , |e p o d o b n k o n c e p c j z r e a l i z o w a n o j u | d a w n o
w m a s z y n a c h t y p u C D C 6 6 0 0 i C y b e r 7 4 . W t y m p r z y p a d k u r o z k a z y p o b i e r a n e b y By k o l e j n o , a l e
e f e k t r ó w n o l e g Be g o p r z e t w a r z a n i a u z y s k i w a n o d z i k i t e m u , |e c z a s p o b r a n i a i d e k o d o w a n i a
r o z k a z u b y B p o m i j a l n i e m a By w s t o s u n k u d o c z a s u r e a l i z a c j i r o z k a z u p r z e z j e d n z w i e l u
j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h [ 1 ] .
2 . 2 . 2 P r o c e s o r y s u p e r s k a l a r n e
W p r z y p a d k u p r o c e s o r ó w s u p e r s k a l a r n y c h p r o g r a m i s t a n i e j e s t d o k o Dc a [w i a d o m i s t n i e n i a w i e l u
j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h . P r o g r a m p i s a n y j e s t t a k j a k d l a m a s z y n y k t ó r a p r z e t w a r z a r o z k a z y
s z e r e g o w o , e w e n t u a l n i e z w y k o r z y s t a n i e m p r z e t w a r z a n i a p o t o k o w e g o . P r o c e s o r r o z d z i e l a w
l o c i e s t r u m i e D r o z k a z ó w d o p o s z c z e g ó l n y c h j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h d b a j c o t o a b y n i e
d o c h o d z i Bo d o k o n f l i k t u a r g u m e n t ó w i a b y w y n i k d z i a Ba n i a c a Bo [c i u k Ba d u b y B d o k Ba d n i e t a k i s a m
j a k w p r z y p a d k u p r z e t w a r z a n i a r o z k a z ó w s z e r e g o w o . A r c h i t e k t u r s u p e r s k a l a r n p o s i a d a j
w s z y s t k i e w s p ó Bc z e s n e p r o c e s o r y o g ó l n e g o p r z e z n a c z e n i a t z n . P e n t i u m , P o w e r P C , A l p h a i t d .
D Bu g i c z a s p o w s t r z y m y w a n o s i p r z e d s t o s o w a n i e m a r c h i t e k t u r y s u p e r s k a l a r n e j w p r z y p a d k u
p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h . W r o k u 1 9 9 8 p o j a w i B s i j e d n a k p i e r w s z y s u p e r s k a l a r n y ,
s t a Bo p r z e c i n k o w y p r o c e s o r s y g n a Bo w y Z S P 1 6 4 0 1 [ 3 2 ] .
W d a l s z e j c z [c i a r t y k u Bu p r z e d s t a w i o n o a r c h i t e k t u r w y b r a n y c h p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h .
U k Ba d y w y b r a n o t a k a b y d a C z y t e l n i k o w i p e w n e p o j c i e o h i s t o r i i , t e r a zn i e j s z o [c i a b y m o |e
n a w e t p r z y s z Bo [c i p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h .
3 . {y w a s k a m i e l i n a T M S 3 2 0 C 5 x
P r o c e s o r y T M S 3 2 0 C 5 x p a t r z t a b l i c a 1 r e p r e z e n t u j w m i a r w s p ó Bc z e s n g a Bz d u |e j
r o d z i n y s t a Bo p r z e c i n k o w y c h p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h f i r m y T e x a s I n s t r u m e n t s . R o d z i n a t a j e s t z
p e w n o [c i n a j s t a r s z l i n i p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h , k t ó r a n a d a l j e s t o f e r o w a n a n a r y n k u .
N a j s t a r s z y m r e p r e z e n t a n t e m t e j r o d z i n y j e s t p r o c e s o r T M S 3 2 0 1 0 w p r o w a d z o n y n a r y n e k p r z e z
f i r m T e x a s I n s t r u m e n t s w r o k u 1 9 8 2 [ 6 ] . J e s z c z e w t y m s a m y r o k u m a g a z y n E l e c t r o n i c
P r o d u c t s p r z y z n a B u k Ba d o w i T M S 3 2 0 1 0 t y t u B P r o d u c t o f t h e Y e a r [ 8 ] . B y B t o p o c z t e k
o l b r z y m i e g o s u k c e s u r y n k o w e g o f i r m y T e x a s I n s t r u m e n t s . S u k c e s t e n s p o t g o w a Bo
w y k o r z y s t a n i e p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 1 7 8 w j e d n e j z p i e r w s z y c h 9 z a b a w e k r o z p o z n a j c y c h l u d z k i
g Bo s . B y Ba t o s By n n a l a l k a J u l i e D o l l . P r o c e s o r T M S 3 2 0 1 0 t a k t o w a n y z e g a r e m 2 0 M H z
p o z w a l a B n a w y k o n y w a n i e d o 5 m i l i o n ó w i n s t r u k c j i w c i g u s e k u n d y ( 5 M I P S ) . W k r ó t c e
p o j a w i By s i n a s t p n e u k Ba d y w y k o n a n e w b a r d z i e j e n e r g o o s z c z d n e j t e c h n o l o g i i C M O S . W
l a t a c h 1 9 8 4 - 1 9 9 5 f i r m a T e x a s I n s t r u m e n t s w p r o w a d z i Ba n a r y n e k k o l e j n e w e r s j e
s t a Bo p r z e c i n k o w y c h p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h o u d o s k o n a l o n e j a r c h i t e k t u r z e . B y By t o
T M S 3 2 0 C 2 x ( 1 9 8 4 ) n a s t p n i e T M S 3 2 0 C 5 x ( 1 9 8 9 ) , T M S 3 2 0 C 2 x x ( 1 9 9 5 ) i T M S 3 2 0 C 5 4 x
( 1 9 9 5 ) . W s z y s t k i e p r o c e s o r y ( z w y j t k i e m 5 4 x ) z a c h o w u j k o m p a t y b i l n o [ w g ó r n a
p o z i o m i e k o d u zr ó d Bo w e g o . O z n a c z a t o , |e p r o g r a m n a p i s a n y w a s e m b l e r z e d l a p r o c e s o r a
T M S 3 2 0 C 1 0 m o |e b y a s e m b l o w a n y b e z z m i a n d l a w y k o n y w a n i a g o n a p r o c e s o r z e
7 F i r m a I n t e l n a z w a Ba a r c h i t e k t u r n o w y c h p r o c e s o r ó w a n g i e l s k i m a k r o n i m e m E P I C o d
s Bó w E x p l i c i t l y P a r a l l e l I n s t r u c t i o n C o m p u t i n g [ 1 2 ] .
8 J e d n a z m u t a c j i p r o c e s o r a T M S 3 2 0 1 0 . L i t e r a C p o j a w i a j c a s i w n a z w i e p r o c e s o r a
w s k a z u j e , |e z o s t a B w y k o n a n y w t e c h n o l o g i i C M O S , z n a c z n i e b a r d z i e e n e r g o o s z c z d n e j n i |
t e c h n o l o g i a b i p o l a r n a w y k o r z y s t y w a n a d l a p r o d u k c j i o r y g i n a l n e g o u k Ba d u T M S 3 2 0 1 0 .
9 . . . a z p e w n o [c i n a j b a r d z i e j a g r e s y w n i e r e k l a m o w a n e j .
6
T M S 3 2 0 C 5 0 . S t w i e r d z e n i e t o p o z o s t a j e p r a w d z i w e z a k a |d y m r a z e m g d y n u m e r p r o c e s o r a d l a
k t ó r e g o p r o g r a m b y B p i e r w o t n i e p i s a n y j e s t m n i e j s z y o d n u m e r u p r o c e s o r a , k t ó r y b d z i e p r o g r a m
w y k o n y w a B [ 7 ] . O z n a c z a t o , |e t r z o n a r c h i t e k t u r y t y c h p r o c e s o r ó w p o z o s t a B n i e z m i e n i o n y o d
p o c z t k u l a t o s i e m d z i e s i t y c h . U w z g l d n i a j c c z a s p o t r z e b n y w ó w c z a s n a o p r a c o w a n i e t a k
s k o m p l i k o w a n e g o u k Ba d u s c a l o n e g o n a l e |y p r z y j , |e a r c h i t e k t u r a r o d z i n y s w y m i k o r z e n i a m i
s i g a p o Bo w y l a t s i e d e m d z i e s i t y c h . M o |n a z a t e m p o w i e d z i e , |e p r o c e s o r y t e s t a n o w i
p r a w d z i w |y w s k a m i e l i n . P r z e t r w a By d o d z i s i a j n i e w i e l e z m i e n i a j c s i o d c z a s ó w g d y
g Bó w n y m p r o b l e m e m t e c h n o l o g i c z n y m b y Bo u m i e s z c z e n i e w s t r u k t u r z e u k Ba d u s c a l o n e g o
t a b l i c o w e g o u k Ba d u m n o |c e g o 1 6 - b i t o w e , s t a Bo p r z e c i n k o w e l i c z b y w c i g u j e d n e g o c y k l u
z e g a r o w e g o . O t y m , |e b y B t o p o w a |n y p r o b l e m p r z e k o n u j e m y s i s p r a w d z a j c l i c z b c y k l i
z e g a r o w y c h n i e z b d n y c h d l a p r z e m n o |e n i a d w ó c h 1 6 - b i t o w y c h , s t a Bo p r z e c i n k o w y c h l i c z b p r z e z
p r o c e s o r I n t e l 8 0 2 8 6 . U k Ba d t e n w p r o w a d z o n o n a r y n e k w t y m s a m y m r o k u c o p r o c e s o r
T M S 3 2 0 1 0 . I n t e l 8 0 2 8 6 p o t r z e b o w a B n a w y k o n a n i e i n s t r u k c j i I M U L 1 0 2 4 c y k l e z e g a r o w e c o
t r w a Bo 4 µ s p r z y t a k t o w a n i u p r o c e s o r a z e g a r e m 6 M H z p o d c z a s g d y T M S 3 2 0 1 0 z a d o w a l a B s i
c z t e r e m a c y k l a m i c o t r w a Bo 2 0 0 n s d l a z e g a r a 2 0 M H z . R z e c z y w i [c i e a r c h i t e k t u r a u k Ba d u
T M S 3 2 0 1 0 z o r g a n i z o w a n a j e s t w o k ó B u k Ba d u m n o |c e g o i j e d n o s t k i a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n e j z
a k u m u l a t o r e m , k t ó r e z a j m u j d u | c z [ c h i p a .
1 0 M n o |e n i e d w ó c h 1 6 - b i t o w y c h l i c z b z e z n a k i e m .
7
T a b l i c a 1 . R o d z i n a p r o c e s o r ó w T M S 3 2 0 C 5 x
W i e l k o [ p a m i c i w b u d o w a n e j P o r t
U k Ba d I D Z a s i l a n i e O k r e s z e g a r a O b u d o w a
T M S 3 2 0 [ V ] [ n s ]
D A R A M A S A R A M B R O M S z e r e g o w y R ó w n o l e g By
' C 5 0 P Q 1 0 5 6 9 K 2 K 2 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 1 3 2 p i n B Q F P
' L C 5 0 P Q 1 0 5 6 9 K 2 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 3 2 p i n B Q F P
' C 5 1 P Q 1 0 5 6 1 K 8 K 2 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 / 2 0 1 3 2 p i n B Q F P
' C 5 1 P Z 1 0 5 6 1 K 8 K 2 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 / 2 0 1 0 0 p i n T Q F P
' L C 5 1 P Q 1 0 5 6 1 K 8 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 3 2 p i n B Q F P
' L C 5 1 P Z 1 0 5 6 1 K 8 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 0 0 p i n T Q F P
' C 5 2 P J 1 0 5 6 % 4 K 1 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 / 2 0 1 0 0 p i n Q F P
' C 5 2 P Z 1 0 5 6 % 4 K 1 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 / 2 0 1 0 0 p i n T Q F P
' L C 5 2 P J 1 0 5 6 % 4 K 1 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 0 0 p i n Q F P
' L C 5 2 P Z 1 0 5 6 % 4 K 1 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 0 0 p i n T Q F P
' C 5 3 P Q 1 0 5 6 3 K 1 6 K 2 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 1 3 2 p i n B Q F P
' C 5 3 S P Z 1 0 5 6 3 K 1 6 K 2 6 4 K 5 5 0 / 3 5 / 2 5 1 0 0 p i n T Q F P
' L C 5 3 P Q 1 0 5 6 3 K 1 6 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 3 2 p i n B Q F P
' L C 5 3 S P Z 1 0 5 6 3 K 1 6 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 4 0 / 2 5 1 0 0 p i n T Q F P
' L C 5 6 P Z 1 0 5 6 6 K 3 2 K 2 6 4 K 3 . 3 5 0 / 3 5 / 2 5 1 0 0 p i n T Q F P
' C 5 7 S P G E 1 0 5 6 6 K 2 K 2 6 4 K D 5 5 0 / 3 5 / 2 5 1 4 4 p i n T Q F P
' L C 5 7 P B K 1 0 5 6 6 K 3 2 K 2 6 4 K D 3 . 3 5 0 / 3 5 / 2 5 1 2 8 p i n T Q F P
' L C 5 7 S P G E 1 0 5 6 6 K 2 K 2 6 4 K D 3 . 3 5 0 / 3 5 1 4 4 p i n T Q F P
A
D A R A M p a m i o d w ó c h p o r t a c h ; B S A R A M p a m i o j e d n y m p o r c i e
8
3 . 1 U k Ba d m n o |c y i j e d n o s t k a a r y t m e t y c z n a z a k u m u l a t o r e m
R y s u n e k 2 p o k a z u j e u p r o s z c z o n y s c h e m a t b l o k o w y j e d n o s t k i o b l i c z e n i o w e j p r o c e s o r a
T M S 3 2 0 C 5 0 . C e n t r a l n y m e l e m e n t e m j e s t t u t a j u k Ba d m n o |c y p o z w a l a j c y n a w y k o n a n i e
m n o |e n i a d w ó c h 1 6 - b i t o w y c h l i c z b . J e d e n z a r g u m e n t ó w o p e r a c j i m n o |e n i a z n a j d u j e s i z a w s z e
w r e j e s t r z e T R E G 0 n a t o m i a s t d r u g i a r g u m e n t m o |e z o s t a p o b r a n y z p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j
d a n y c h a l b o z p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j p r o g r a m u . O b a a r g u m e n t y i n t e r p r e t o w a n e s j a k o l i c z b y
c a Bk o w i t e w z a p i s i e d o p e Bn i e n i e d o 2 . W y n i k m n o |e n i a u m i e s z c z a n y j e s t w 3 2 - b i t o w y m r e j e s t r z e
P R E G . S t d p o p r z e z u k Ba d p r z e s u w n i k a w y n i k m o |e z o s t a p r z e k a z a n y d o j e d n o s t k i
a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n e j ( A L U ) . P r z e s u w n i k u m i e s z c z o n y m i d z y r e j e s t r e m P R E G i A L U
p o z w a l a n a p r z e s u n i c i e w y n i k u m n o |e n i a p o d c z a s p r z e s y Ba n i a g o d o A L U . Z a c h o d z p r z y t y m
c z t e r y n a s t p u j c e m o |l i w o [c i [ 8 ] :
w y n i k n i e j e s t p r z e s u w a n y ;
w y n i k j e s t p r z e s u w a n y o j e d e n b i t w l e w o c o p o z w a l a m n o |y l i c z b y s t a Bo p r z e c i n k o w e w
f o r m a c i e u Ba m k o w y m 1 . 1 5 ( j e d e n b i t z n a k u i 1 5 b i t ó w , k t ó r y c h w a g a z m n i e j s z a s i o d 2 - 1 d o
2 - 1 5 ) ;
w y n i k j e s t p r z e s u w a n y o c z t e r y b i t y w l e w o c o p o z w a l a n a u |y w a n i e w i n s t r u k c j i m n o |e n i a
k r ó t k i e g o 1 3 - b i t o w e g o a r g u m e n t u n a t y c h m i a s t o w e g o ;
w y n i k j e s t p r z e s u w a n y o s z e [ b i t ó w w p r a w o c o p o z w a l a n a u n i k n i c i e n a d m i a r u p o d c z a s
a k u m u l a c j i n a w e t 1 2 8 w y n i k ó w m n o |e n i a .
S p o s ó b d z i a Ba n i a p r z e s u w n i k a o k r e [l o n y j e s t p r z e z d w a b i t y r e j e s t r u s t e r u j c e g o p r a c p r o c e s o r a
S T 1 .
W y n i k m n o |e n i a j e s t n a j c z [c i e j d o d a w a n y d o z a w a r t o [c i 3 2 - b i t o w e g o a k u m u l a t o r a . O p e r a c j
t w y k o n u j e j e d n o s t k a a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n a . A L U j e s t u k Ba d e m 3 2 - b i t o w y m i w y k o n u j e n i e
t y l k o d o d a w a n i e i o d e j m o w a n i e a l e t a k |e p e Bn y z e s t a w b i t o w y c h o p e r a c j i l o g i c z n y c h ( A N D , O R
i X O R ) o r a z o p e r a c j e p o r ó w n y w a n i a l i c z b o r a z t e s t o w a n i a w y b r a n y c h b i t ó w d o w o l n e g o s Bo w a
p a m i c i d a n y c h ( t e s t o w a n i e s t a n u f l a g i ) . D o m y [l n y m a r g u m e n t e m k a |d e j o p e r a c j i r e a l i z o w a n e j
p r z e z A L U j e s t a k u m u l a t o r A C C . D r u g i a r g u m e n t 1 1 p o b i e r a n y j e s t z r e j e s t r u P R E G 1 2 a l b o z
p a m i c i d a n y c h . A r g u m e n t p o c h o d z c y z p a m i c i d a n y c h m o |e b y c o n a j w y |e j l i c z b
1 6 - b i t o w . S t d p r z e d d o s t a r c z e n i e m d o A L U a r g u m e n t t e n m o |e b y p r z e s u n i t y n a w e t o 1 6
b i t ó w t a k , a b y m ó g B s i z n a l e z w d o w o l n y m m i e j s c u 3 2 - b i t o w e g o p o r t u w e j [c i o w e g o A L U .
J e d n o s t k a a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n a p o d c z a s w y k o n y w a n i a d o d a w a n i a ( o d e j m o w a n i a ) z a p a m i t u j e
w r e j e s t r z e s t e r u j c y m S T 1 b i t p r z e n i e s i e n i a z n a j s t a r s z e j p o z y c j i a k u m u l a t o r a C o r a z s y g n a l i z u j e
p o j a w i e n i e s i n a d m i a r u O V . W y n i k p o r ó w n y w a n i a l i c z b o r a z t e s t o w a n i a f l a g i z a p a m i t y w a n y
j e s t w p o s t a c i f l a g i T C . S t a n w y m i e n i o n y c h f l a g o r a z l i c z b a z a p a m i t a n a w a k u m u l a t o r z e s
t e s t o w a n e p r z e z l i c z n e w a r u n k o w e i n s t r u k c j e s k o k u . W r a z i e p o j a w i e n i a s i p r z e p e Bn i e n i a
p o d c z a s d o d a w a n i a ( o d e j m o w a n i a ) j e d n o s t k a a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n a m o |e u m i e [c i w
a k u m u l a t o r z e n a j w i k s z ( n a j m n i e j s z ) l i c z b r e a l i z u j c w t e n s p o s ó b a r y t m e t y k z n a s y c e n i e m .
A k u m u l a t o r A C C j e s t r e j e s t r e m 3 2 - b i t o w y m p o d z i e l o n y m n a d w i e 1 6 - b i t o w e c z [c i : d o l n
A C C L i g ó r n A C C H . U z u p e Bn i e n i e m a k u m u l a t o r a j e s t d r u g i a k u m u l a t o r ( a k u m u l a t o r B ) o
n a z w i e A C C B . S t a n o w i o n z j e d n e j s t r o n y r o z s z e r z e n i e a k u m u l a t o r a d o 6 4 b i t ó w , a z d r u g i e j
s t r o n y m i e j s c e g d z i e m o g b y c h w i l o w o p r z e c h o w y w a n e i p r z e t w a r z a n e w y n i k i d l a k t ó r y c h n i e
m a m i e j s c a w a k u m u l a t o r z e . P o d c z a s p r z e s y Ba n i a d o p a m i c i z a w a r t o [c i p o Bó w k i a k u m u l a t o r a
m o |n a d o k o n a p r z e s u n i c i a w l o c i e n a w e t o s i e d e m b i t ó w w l e w o . W p r z y p a d k u g ó r n e j
1 1 D l a o p e r a c j i d w u a r g u m e n t o w y c h .
1 2 P o p r z e z p r z e s u w n i k .
9
1 6
1 6 1 6
1 6
1 6
T R E G 0 ( 1 6 ) M U X
U k Ba d
3 2
m n o |c y
P r z e s u w n i k ( 0 - 1 6 )
P R E G ( 3 2 )
3 2
3 2
P r z e s u w n i k ( - 6 , 0 , 1 , 4 )
3 2
3 2
M U X
3 2
A L U ( 3 2 )
3 2
3 2
A C C B ( 3 2 )
A C C H ( 1 6 ) A C C L ( 1 6 )
3 2
P r z e s u w n i k ( 0 - 7 )
1 6
R y s u n e k 2 . S c h e m a t b l o k o w y j e d n o s t k i c e n t r a l n e j p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 5 0
p o Bó w k i a k u m u l a t o r a n a j s t a r s z e b i t y s t r a c o n e n a t o m i a s t n a j m Bo d s z e p o b i e r a n e s z d o l n e j
p o Bó w k i a k u m u l a t o r a . W p r z y p a d k u g d y z a p a m i t y w a n a j e s t d o l n a p o Bó w k a a k u m u l a t o r a
n a j s t a r s z e b i t y s t r a c o n e a n a j m Bo d s z e b i t y u z u p e Bn i a n e s z e r a m i . O p e r a c j e t e n i e m a j
n a j m n i e j s z e g o w p By w u n a z a w a r t o [ a k u m u l a t o r a .
1 0
3 . 2 P a m i
P r o g r a m o r a z d a n e u m i e s z c z o n e s w o s o b n y c h p r z e s t r z e n i a c h a d r e s o w y c h . K a |d a z n i c h
o b e j m u j e 6 4 K s Bo w a . S Bo w o m a s z y n o w e z a w i e r a s z e s n a [c i e b i t ó w . W e w n t r z u k Ba d u s c a l o n e g o
f u n k c j o n u j d w i e o s o b n e m a g i s t r a l e : m a g i s t r a l a d a n y c h o r a z m a g i s t r a l a p r o g r a m u . N a z e w n t r z
u k Ba d u o b i e m a g i s t r a l e d a n y c h ( d a n y c h i p r o g r a m u ) o r a z o b i e m a g i s t r a l e a d r e s o w e ( a d r e s d a n y c h
i a d r e s p r o g r a m u ) s m u l t i p l e k s o w a n e . N a c h i p i e r a z e m z p r o c e s o r e m u m i e s z c z o n a j e s t z a w s z e
p e w n a i l o [ p a m i c i c z y t o ( E P ) R O M c z y R A M , k t ó r m o |n a u m i e [c i w d o w o l n i e w y b r a n e j
p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j p a t r z t a b l i c a 1 . J e |e l i s y s t e m u z u p e Bn i m y o z e w n t r z n p a m i R A M
m o |e m y z a c h o w a z a l e t y a r c h i t e k t u r y t y p u H a r v a r d m i m o o g r a n i c z o n e j l i c z b y w y p r o w a d z e D
z e w n t r z n y c h u k Ba d u s c a l o n e g o r e a l i z u j c e g o u k Ba d . O z n a c z a t o , |e m a m y m o |l i w o [
j e d n o c z e s n e g o s i g a n i a d o p a m i c i p r o g r a m u j a k i d o p a m i c i d a n y c h .
P i e r w s z e 1 2 8 k o m ó r e k p a m i c i d a n y c h z a r e z e r w o w a n e j e s t d l a r e a l i z a c j i r e j e s t r ó w p r o c e s o r a .
W p r z y p a d k u m o d e l i z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 5 x p r a k t y c z n i e w s z y s t k i e r e j e s t r y ( j e s t i c h r a z e m 2 8 ) z
w y j t k i e m a k u m u l a t o r ó w A C C i A C C B s z r e a l i z o w a n e w p o s t a c i k o m ó r e k p a m i c i o a d r e s i e
m n i e j s z y m o d 1 2 8 . T e g o t y p u o s z c z d n o [c i o w e p o m y s By f u n k c j o n u j w [w i e c i e k o m p u t e r ó w j u |
o d b a r d z o d a w n a . J e d n y m z w c z e [n i e j s z y c h i b a r d z i e j z n a n y c h p r z y k Ba d ó w b y By n a j t a Ds z e
k o n f i g u r a c j e m a s z y n I B M 3 6 0 .
P r o g r a m i s t a d y s p o n u j e k i l k o m a t r y b a m i a d r e s o w a n i a p a m i c i . S t o :
A d r e s o w a n i e n a t y c h m i a s t o w e z k r ó t k i m o p e r a n d e m . O [m i o b i t o w y a r g u m e n t i n s t r u k c j i
s t a n o w i c z [ s a m e j i n s t r u k c j i . P r z y k Ba d e m j e s t i n s t r u k c j a d o d a w a n i a A D D # 0 F F h ( d o d a j d o
a k u m u l a t o r a l i c z b 2 5 5 ) k o d o w a n a w p o s t a c i j e d n e g o s Bo w a # B 8 F F h . A r g u m e n t i n s t r u k c j i
z o s t a B p o d k r e [l o n y .
A d r e s o w a n i e n a t y c h m i a s t o w e z d Bu g i m o p e r a n d e m . S z e s n a s t o b i t o w y a r g u m e n t i n s t r u k c j i
s t a n o w i d r u g i e s Bo w o i n s t r u k c j i . P r z y k Ba d e m j e s t i n s t r u k c j a d o d a w a n i a A D D # 0 1 2 3 4 h ( d o d a j
d o a k u m u l a t o r a l i c z b 4 6 6 0 ) k o d o w a n a w p o s t a c i d w ó c h s Bó w # B F 9 0 h # 1 2 3 4 h . A r g u m e n t
i n s t r u k c j i z o s t a B p o d k r e [l o n y .
A d r e s o w a n i e b e z p o [r e d n i e . A d r e s s z e s n a s t o b i t o w e g o a r g u m e n t u i n s t r u k c j i p o w s t a j e w
w y n i k u z Bo |e n i a d w ó c h c z [c i . P i e r w s z a b a r d z i e j z n a c z c a c z [ a d r e s u p o b i e r a n a j e s t
z r e j e s t r u w s k a zn i k a s t r o n y D P ( a n g . d a t a p o i n t e r ) . D z i e w i c i o b i t o w y r e j e s t r D P j e s t c z [c i
r e j e s t r u s t e r u j c e g o p r a c p r o c e s o r a S T 0 . M n i e j z n a c z c a c z [ a d r e s u a r g u m e n t u t o s i e d e m
n a j m n i e j z n a c z c y c h b i t ó w s Bo w a i n s t r u k c j i . W t e n s p o s ó b b e z z m i a n y z a w a r t o [c i r e j e s t r u D P
m o |n a z a a d r e s o w a z a l e d w i e 1 2 8 k o m ó r e k p a m i c i . S p o s ó b t w o r z e n i a a d r e s u w t r y b i e
a d r e s o w a n i a b e z p o [r e d n i e g o i l u s t r u j e r y s u n e k 3 a .
A d r e s o w a n i e p o [r e d n i e p r z e z r e j e s t r . yr ó d Be m a d r e s u a r g u m e n t u j e s t j e d e n z o [m i u
1 6 - b i t o w y c h r e j e s t r ó w a d r e s o w y c h A R 0 - A R 7 1 3 . D o a d r e s o w a n i a u |y w a n y j e s t r e j e s t r
w s k a z y w a n y p r z e z 3 - b i t o w y w s k a zn i k A R P ( a n g . a d d r e s s r e g i s t e r p o i n t e r ) b d c y c z [c i
r e j e s t r u s t e r u j c e g o p r a c p r o c e s o r a S T 0 . I l u s t r u j e t o r y s u n e k 3 b . K a |d a i n s t r u k c j a
w y k o r z y s t u j c a a d r e s o w a n i e p o [r e d n i e p o z w a l a n a :
Ò! d o k o n a n i e i n k r e m e n t a c j i ( d e k r e m e n t a c j i ) u |y w a n e g o r e j e s t r u a d r e s o w e g o ; i n k r e m e n t a c j a
( d e k r e m e n t a c j a ) o d b y w a s i z a w s z e p o p o b r a n i u a r g u m e n t u ; z a w a r t o [ r e j e s t r u
a d r e s o w e g o m o |e z o s t a z w i k s z o n a o 1 ( i n k r e m e n t a c j a ) a l b o o w a r t o [ z a p i s a n w
r e j e s t r z e i n d e k s o w y m I N D X ;
Ò! w s k a z a n i e i n n e g o r e j e s t r u a d r e s o w e g o ( z m i a n a w a r t o [c i w s k a zn i k a A R P ) .
1 3 P r o c e s o r y z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 1 x z a w i e r a j t y l k o d w a t a k i e r e j e s t r y .
1 1
A ) M e c h a n i z m a d r e s o w a n i a b e z p o [r e d n i e g o
9
D P
9
7
7 n a j m n i e j z n a c z c y c h i n s t r u k c j i
z r e j e s t r u i n s t r u k c j i ( I R )
1 6
A d r e s a r g u m e n t u
B ) M e c h a n i z m a d r e s o w a n i a p o [r e d n i e g o p r z e z r e j e s t r
3
A R 0
A R 0
A R 1
A R 2
A R 3
A R 4
A R 5
A R 6
1 6
+ A R 7
1
-
I N D X
M U X
A d r e s o w a
j e d n o s t k a
a r y t m e t y c z n a
A d r e s a r g u m e n t u
R y s u n e k 3 . T r y b y a d r e s o w a n i a d o s t p n e w p r o c e s o r z e T M S 3 2 0 C 5 0
1 2
M e c h a n i z m a d r e s o w a n i a p o [r e d n i e g o p o z w a l a n a z o r g a n i z o w a n i e w p a m i c i b u f o r ó w
c y k l i c z n y c h o r a z a d r e s o w a n i a z o d w r ó c e n i e m k o l e j n o [c i b i t ó w , b a r d z o p o m o c n e g o p o d c z a s
k o d o w a n i a a l g o r y t m u s z y b k i e j t r a n s f o r m a c j i F o u r i e r a F F T . W p r o c e s o r z e T M S 3 2 0 C 5 x
z a i m p l e m e n t o w a n o p o n a d t o i n n e m e c h a n i z m y a d r e s o w a n i a . N i e s o n e j e d n a k d o s t p n e d l a
k a |d e j i n s t r u k c j i p o b i e r a j c e j a r g u m e n t z p a m i c i k o r z y s t a j z n i c h t y l k o w y b r a n e i n s t r u k c j e
( a n g . d e d i c a t e d r e g i s t e r a d d r e s s i n g m o d e ) .
3 . 3 S t e r o w a n i e p r o c e s o r e m
I n s t r u k c j e p r o g r a m u p r z e t w a r z a n e s p o t o k o w o w c z t e r e c h n a s t p u j c y c h e t a p a c h :
P o b r a n i e r o z k a z u z p a m i c i p r o g r a m u . A d r e s i n s t r u k c j i d o p o b r a n i a p r z e c h o w y w a n y j e s t
p r z e z l i c z n i k r o z k a z ó w P C . P o p o b r a n i u k a |d e j i n s t r u k c j i z a w a r t o [ l i c z n i k a r o z k a z ó w
z w i k s z a n a j e s t o j e d e n .
D e k o d o w a n i e i n s t r u k c j i p r o g r a m u . N a t y m e t a p i e d o k o n u j e s i i n k r e m e n t a c j i ( d e k r e m e n t a c j i )
r e j e s t r u a d r e s o w e g o w p r z y p a d k u a d r e s o w a n i a p o [r e d n i e g o p r z e z r e j e s t r .
P o b r a n i e a r g u m e n t u i n s t r u k c j i z p a m i c i d a n y c h .
W y k o n a n i e i n s t r u k c j i . N a t y m e t a p i e d o k o n u j e s i z a p i s a n i a w y n i k u d z i a Ba n i a i n s t r u k c j i w
p a m i c i .
K a |d y e t a p p r z e t w a r z a n i a t r w a w z a s a d z i e p r z e z j e d e n o k r e s z e g a r a t a k t u j c e g o p r o c e s o r . J e |e l i
p o b i e r a n e i n s t r u k c j e s i n s t r u k c j a m i z a k o d o w a n y m i w p o s t a c i p o j e d y n c z e g o s Bo w a ( z n a k o m i t a
w i k s z o [ i n s t r u k c j i ) o r a z j e |e l i s t o i n s t r u k c j e , d l a k t ó r y c h e t a p w y k o n a n i a ( c z w a r t y ) t r w a
j e d e n o k r e s z e g a r a o r a z j e [l i n i e m a k o n f l i k t ó w p o d c z a s d o s t p u d o p a m i c i 1 4 t o w k a |d e j c h w i l i
p r o c e s o r p r z e t w a r z a j e d n o c z e [n i e d o c z t e r e c h i n s t r u k c j i , k t ó r e s n a r ó |n y m e t a p i e r e a l i z a c j i . C o
j e d e n o k r e s z e g a r a k o Dc z y s i r e a l i z a c j a j e d n e j i n s t r u k c j i .
T e n n i e z w y k l e w y d a j n y s p o s ó b p r z e t w a r z a n i a z a k Bó c a n y b y w a p r z e z i n s t r u k c j s k o k u ,
i n s t r u k c j w y w o Ba n i a p o d p r o g r a m u l u b p r z e r w a n i e p r o g r a m o w e . I n s t r u k c j a s k o k u ( s k o k u
w a r u n k o w e g o ) j e s t i n s t r u k c j z a k o d o w a n w p o s t a c i d w ó c h s Bó w 1 5 . P o z d e k o d o w a n i u i n s t r u k c j i
s k o k u z a p r z e s t a j e s i d e k o d o w a n i a i p o b i e r a n i a k o l e j n y c h i n s t r u k c j i 1 6 a | d o m o m e n t u g d y
i n s t r u k c j a s k o k u d o c h o d z i d o e t a p u w y k o n a n i a 1 7 . W t e d y w Ba [n i e d o r e j e s t r u P C Ba d o w a n y j e s t
a r g u m e n t i n s t r u k c j i s k o k u i r o z p o c z y n a s i p o n o w n e w y p e Bn i a n i e p o t o k u i n s t r u k c j i . S t d
e f e k t y w n y c z a s w y k o n a n i a i n s t r u k c j i s k o k u t o c z t e r y c y k l e z e g a r o w e . W p r z y p a d k u i n s t r u k c j i
s k o k u w y k o n y w a n e j w a r u n k o w o j e |e l i n a e t a p i e w y k o n y w a n i a o k a |e s i , |e i n s t r u k c j a j e s t
p o m i j a n a u r u c h a m i a n y j e s t d e k o d e r p o b r a n e j j u | i n s t r u k c j i . W t y m p r z y p a d k u e f e k t y w n y c z a s
w y k o n a n i a i n s t r u k c j i s k o k u j e s t k r ó t s z y i w y n o s i d w a c y k l e z e g a r o w e . A b y z m i n i m a l i z o w a
w p By w i n s t r u k c j i s k o k u n a e f e k t y w n o [ p r z e t w a r z a n i a d o s t p n e s i n s t r u k c j e s k o k u ( s k o k u
1 4 N p . w p r z y p a d k u p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 5 0 9 K s Bó w p a m i c i R A M d o s t p n y c h n a c h i p i e
m o |n a s k o n f i g u r o w a t a k , a b y b y Ba d o s t p n a j e d n o c z e [n i e w p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j d a n y c h i
p r o g r a m u . P a m i t a p o s i a d a j e d n a k t y l k o j e d e n p o r t w e j [c i a - w y j [c i a . W p r z y p a d k u g d y p r o g r a m
i p r z e t w a r z a n e d a n e u m i e s z c z o n e s w t e j w Ba [n i e p a m i c i d o c h o d z i d o k o n f l i k t u p o m i d z y
j e d n o s t k p r o c e s o r a p o b i e r a j c k o l e j n i n s t r u k j , a j e d n o s t k p o b i e r a j a r g u m e n t i n n e j
i n s t r u k c j i .
1 5 D r u g i e s Bo w o t o a d r e s w p a m i c i p r o g r a m u d o k t ó r e g o z o s t a n i e p r z e n i e s i o n e
s t e r o w a n i e .
1 6 W t y m m o m e n c i e p o b r a n a j e s t j u | i n s t r u k c j a n a s t p u j c a p o i n s t r u k c j i s k o k u .
1 7 D o p i e r o w t e d y u s t a l o n e s n p . w a r u n k i s p r a w r a w d z a n e p r z e z s k o k i w a r u n k o w e .
1 3
w a r u n k o w e g o ) z o p ó zn i e n i e m . W p r z y p a d k u t a k i e j i n s t r u k c j i o p i s a n y m e c h a n i z m
w s t r z y m y w a n i a p o t o k u i n s t r u k c j i n i e j e s t u r u c h a m i a n y . W e f e k c i e o p r ó c z i n s t r u k c j i s k o k u
r e a l i z o w a n e s j e s z c z e d w i e i n s t r u k c j e 1 8 n a s t p u j c e p o i n s t r u k c j i s k o k u z o p ó zn i e n i e m .
P o d o b n y d o o p i s a n e g o j e s t m e c h a n i z m w s t r z y m y w a n i a p o t o k u i n s t r u k c j i p o d c z a s
w y k o n y w a n i a i n s t r u k c j i ( w a r u n k o w e g o ) w y w o Ba n i a p o d p r o g r a m u 1 9 . J e d y n a r ó |n i c a p o l e g a n a
t y m , |e k i e d y d o c h o d z i d o p r z e k a z a n i a s t e r o w a n i a d o p o d p r o g r a m u n a s t o s i e s p r z t o w y m
u m i e s z c z a n y j e s t a u t o m a t y c z n i e a d r e s i n s t r u k c j i n a s t p u j c e j p o i n s t r u k c j i s k o k u . W s p o m n i a n y
s t o s s p r z t o w y m o |e p r z e c h o w y w a d o o [m i u a d r e s ó w p o w r o t u z p o d p r o g r a m u . I n s t r u k c j a
p o w r o t u z p o d p r o g r a m u p o w o d u j e p o b r a n i e a d r e s u z e s t o s u s p r z t o w e g o i u m i e s z c z e n i e g o w
l i c z n i k u r o z k a z ó w . P r o c e s o r y T M S 3 2 0 C 5 x p o s i a d a j w b u d o w a n y m e c h a n i z m p o z w a l a j c y
p r o g r a m o w o r o z s z e r z y s t o s s p r z t o w y w o b s z a r z e p a m i c i d a n y c h . D l a z m i n i m a l i z o w a n i a
w p By w u w y k o n y w a n i a i n s t r u k c j i w y w o Ba n i a p o d p r o g r a m u i p o w r o t u z p o d p r o g r a m u n a s z y b k o [
p r z e t w a r z a n i a d a n y c h d o s t p n e s w e r s j e t y c h i n s t r u k c j i w y k o n y w a n e z o p ó zn i e n i e m .
W p r z y p a d k u w i e l u i n s t r u k c j i i s t n i e j e m o |l i w o [ w i e l o k r o t n e g o i c h p o w t a r z a n i a . W y s t a r c z y
t y l k o w 1 6 - b i t o w y m r e j e s t r z e R P T C z a p i s a l i c z b N w i k s z o d z e r a 2 0 , a n a s t p n a i n s t r u k c j a
z o s t a n i e p o p o w t ó r z o n a N + 1 r a z y . D z i k i t e j w Ba s n o [c i o r a z p r z e t w a r z a n i u p o t o k o w e m u w i e l e
i n s t r u k c j i , k t ó r y c h w y k o n a n i e w y m a g a w i c e j n i | j e d n e g o c y k l u z e g a r o w e g o w w y n i k u
w i e l o k r o t n e g o p o w t a r z a n i a s t a j e s i e f e k t y w n i e i n s t r u k c j a m i w y k o n y w a n y m i w j e d n y m c y k l u
( p a t r z p a r a g r a f 3 . 6 ) . P r o c e s o r y z g r u p y T M S 3 2 0 C 5 x m a j t a k |e z a i m p l e m e n t o w a n y m e c h a n i z m
p o w t a r z a n i a b l o k u i n s t r u k c j i b e z s t r a t y d o d a t k o w y c h c y k l i z e g a r o w y c h n a o r g a n i z a c j p t l i .
P r o c e s o r m o |e z o s t a p r o g r a m o w o w p r o w a d z o n y w s t a n o o b n i |o n y m p o b o r z e e n e r g i i .
I n s t r u k c j a I D L E p o w o d u j e z a t r z y m a n i e p o b i e r a n i a i w y k o n y w a n i a i n s t r u k c j i . P o r t y s z e r e g o w e
p o z o s t a j a k t y w n e i k o n t y n u u j p r a c . I n s t r u k c j a I D L E 2 z a t r z y m u j e t a k |e p r a c p o r t ó w
s z e r e g o w y c h d z i k i c z e m u n a s t p u j e d a l s z y s p a d e k p o b o r u e n e r g i i . Z t e g o s t a n u p r o c e s o r m o |e
z o s t a w y p r o w a d z o n y j e d y n i e p o p r z e z p r z e r w a n i e s p r z t o w e .
3 . 4 P r z e r w a n i a
D l a z r o z u m i e n i a m e c h a n i z m u o b s Bu g i p r z e r w a D s p r z t o w y c h p r z e z p r o c e s o r y z g r u p y
T M S 3 2 0 C 5 x w a r t o n a j p i e r w p r z e a n a l i z o w a d z i a Ba n i e i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a p r o g r a m o w e g o .
D z i a Ba o n a w s p o s ó b n i e c o p o d o b n y d o w y w o Ba n i a p o d p r o g r a m u . Z d e k o d o w a n i e t e j i n s t r u k c j i
p o w o d u j e w s t r z y m a n i e p o b i e r a n i a k o l e j n y c h i n s t r u k c j i i u n i e w a |n i e n i e i n s t r u k c j i j u | p o b r a n e j .
N a s t o s i e s p r z t o w y m u m i e s z c z a s i a d r e s n a s t p n e j i n s t r u k c j i p o i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a
p r o g r a m o w e g o . N a e t a p i e w y k o n a n i a s t e r o w a n i e p r z e k a z y w a n e j e s t d o t e j p o z y c j i t a b l i c y
w e k t o r ó w p r z e r w a D, k t ó r w s k a z u j e a r g u m e n t i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a p r o g r a m o w e g o . P o c z t e k
t a b l i c y w e k t o r ó w p r z e r w a D m o |e z o s t a u m i e s z c z o n y g d z i e k o l w i e k w p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j
p r o g r a m u p o d w a r u n k i e m , |e z g o d z i m y s i a b y j e d e n a [c i e n a j m Bo d s z y c h b i t ó w j e g o a d r e s u b y Bo
r ó w n y c h z e r u . T a b l i c a z a w i e r a 3 2 e l e m e n t y , z k t ó r y c h k a |d y t o d w a s Bo w a p a m i c i p r o g r a m u .
O w e d w a s Bo w a m a j t w o r z y p r o c e d u r o b s Bu g i p r z e r w a n i a . Z e w z g l d u n a s z c z u p Bo [ m i e j s c a
m i e [c i s i t a m z w y k l e z a l e d w i e s k o k d o w Ba [c i w e j p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a . W c z a s i e
w y k o n a n i a i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a n a s t p u j e z a b l o k o w a n i e d a l s z y c h p r z e r w a D m a s k o w a n y c h a
t a k |e w y m i a n a k o n t e k s t u p r o c e s o r a . T o o s t a t n i e o z n a c z a , |e z a w a r t o [ a k u m u l a t o r a A C C ,
1 8 D w i e i n s t r u k c j e o d Bu g o [c i j e d n e g o s Bo w a l u b j e d n a i n s t r u k c j a o d Bu g o [c i d w ó c h s Bó w .
1 9 N a z y w a n e g o t a k |e s k o k i e m z e [l a d e m .
2 0 D o t e g o c e l u s Bu |y s p e c j a l n a i n s t r u k c j a R P T .
1 4
r e j e s t r u z a w i e r a j c e g o w y n i k m n o |e n i a P R E G , r e j e s t r u t y m c z a s o w e g o T R E G 0 , r e j e s t r ó w
s t e r u j c y c h p r a c p r o c e s o r a S T 0 i S T 1 o r a z i n n y c h i s t o t n y c h d l a w y k o n y w a n e g o p r o g r a m u
r e j e s t r ó w u m i e s z c z a n a j e s t w r e j e s t r a c h - d u p l i k a t a c h ( a n g . s h a d o w r e g i s t e r s ) . I n s t r u k c j a p o w r o t u z
p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a p r z y w r a c a p r z e r w a n y k o n t e k s t , p o b i e r a z e s t o s u s p r z t o w e g o a d r e s
i n s t r u k c j i w y s t p u j c e j p o i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a p r o g r a m o w e g o i o d b l o k o w u j e s y s t e m p r z e r w a D.
P r z e r w a n i a s p r z t o w e s y g n a l i z o w a n e m o g b y p r z e z u r z d z e n i a z e w n t r z n e z a
p o [r e d n i c t w e m c z t e r e c h w e j [ p r z e r w a D m a s k o w a n y c h I N T 1 - I N T 4 o r a z w e j [c i a p r z e r w a n i a
n i e m a s k o w a n e g o N M I . yr ó d Be m p r z e r w a n i a s p r z t o w e g o m o |e b y t a k |e u r z d z e n i e
w e w n t r z n e n p . p o r t s z e r e g o w y . O d c h w i l i z g Bo s z e n i a p r z e r w a n i a d o c h w i l i k i e d y p r o c e s o r
p o d e j m u j e p i e r w s z e d z i a Ba n i a u p By w a j t r z y o k r e s y z e g a r a t a k t u j c e g o 2 1 . W t e d y t o p r o c e s o r
z a z n a c z a w r e j e s t r z e p r z e r w a D I F R zr ó d Bo p r z e r w a n i a , a w n a s t p n y m c y k l u z e g a r o w y m p o b r a n
w Ba [n i e i n s t r u k c j z a m i e n i a n a i n s t r u k c j p r z e r w a n i a p r o g r a m o w e g o . N a s t o s i e s p r z t o w y m
u m i e s z c z a s i a d r e s u s u n i t e j i n s t r u k c j i . A r g u m e n t e m w s t a w i o n e j i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a
p r o g r a m o w e g o j e s t n u m e r p o z y c j i w t a b l i c y w e k t o r ó w p r z e r w a D z a w i e r a j c e j p r o c e d u r o b s Bu g i
z g Ba s z a n e g o p r z e t r w a n i a s p r z t o w e g o . P r z y p o r z d k o w a n i e p r z e r w a n i o m s p r z t o w y m p r o c e d u r
o b s Bu g i u s t a l o n e z o s t a Bo n a z a w s z e p r z e z p r o d u c e n t a p r o c e s o r a [ 8 ] . O d t e j c h w i l i w s z y s t k o d z i e j e
s i t a k j a k t o o p i s a n o d l a i n s t r u k c j i p r z e r w a n i a p r o g r a m o w e g o .
3 . 5 I n n e u r z d z e n i a w e w n t r z n e
P r o c e s o r y z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 5 x i n t e g r o w a n e s z w y k l e z p r z y n a j m n i e j j e d n y m
s y n c h r o n i c z n y m p o r t e m s z e r e g o w y m . P o r t t a k i z a p r o j e k t o w a n y j e s t d l a k o m u n i k a c j i p r o c e s o r a z
u k Ba d e m k o d e k a . N i e k t ó r e m o d e l e p r o c e s o r ó w w y p o s a |o n e s w s y n c h r o n i c z n y p o r t s z e r e g o w y z
p o d z i a Be m k a n a Bó w w d z i e d z i n i e c z a s u ( a n g . t i m e d i v i s i o n m u l t i p l e x - T D M ) . I s t n i e j e w t e d y
m o |l i w o [ p r o w a d z e n i a t r a n s m i s j i w s i e d m i u k a n a Ba c h j e d n o c z e [n i e . I n t e n c j p r o d u c e n t a b y Bo
w y k o r z y s t y w a n i e s z e r e g o w e g o p o r t u T D M d l a k o m u n i k a c j i m i d z y p r o c e s o r a m i w s y s t e m a c h
w i e l o p r o c e s o r o w y c h [ 8 ] .
W s z y s t k i e m o d e l e p r o c e s o r ó w w r o d z i n i e T M S 3 2 0 C 5 x p o s i a d a j z i n t e g r o w a n y t i m e r
p o z w a l a j c y n a p r e c y z y j n e o d m i e r z a n i e c z a s u b e z a n g a |o w a n i a w t e n p r o c e s c z a s u
o b l i c z e n i o w e g o p r o c e s o r a .
3 . 6 P r z y k Ba d p r o g r a m o w a n i a
T a b l i c a 2 z a w i e r a w y d r u k b a r d z o k r ó t k i e g o p o d p r o g r a m u a s e m b l e r o w e g o r e a l i z u j c e g o f i l t r F I R .
C a Bo [ o b l i c z e D r e a l i z o w a n a j e s t p r a k t y c z n i e p r z e z w i e l o k r o t n e p o w t ó r z e n i e j e d n e j i n s t r u k c j i
M A D D . I n s t r u k c j a t a w y k o n u j e w i e l e o p e r a c j i j e d n o c z e [n i e :
P o b i e r a z p a m i c i d a n y c h j a w n i e w y s z c z e g ó l n i o n y a r g u m e n t w s k a z y w a n y p r z e z a k t y w n y
r e j e s t r a d r e s o w y A R 0 .
P o b i e r a z p a m i c i p r o g r a m u n i e j a w n y a r g u m e n t w s k a z y w a n y p r z e z r e j e s t r B M A R ( a n g .
b l o c k m o v e a d d r e s s r e g i s t e r ) .
M n o |y p o b r a n e a r g u m e n t y , a w y n i k u m i e s z c z a w r e j e s t r z e P R E G .
P r z e n o s i z a w a r t o [ k o m ó r k i w s k a z y w a n e j p r z e z r e j e s t r A R 0 d o k o m ó r k i o a d r e s i e o 1
w i k s z y m .
D e k r e m e n t u j e z a w a r t o [ r e j e s t r u A R 0 i i n k r e m e n t u j e z a w a r t o [ r e j e s t r u B M A R .
2 1 P o d w a r u n k i e m , |e p r z e r w a n i e n i e j e s t z a m a s k o w a n e a s y s t e m p r z e r w a D j e s t
o d b l o k o w a n y .
1 5
P o p r z e d n i z a w a r t o [ r e j e s t r u P R E G d o d a j e d o z a w a r t o [c i a k u m u l a t o r a i z a p a m i t u j e w
a k u m u l a t o r z e .
J e |e l i t i n s t r u k c j p o w t ó r z y t y l e r a z y i l e w y n o s i r z d f i l t r u p l u s 1 ( i n s t r u k c j a R P T ) t o p o
d o d a t k o w e j a k u m u l a c j i ( i n s t r u k c j a A P A C ) w a k u m u l a t o r z e z n a j d z i e m y p r ó b k o d p o w i e d z i f i l t r u .
P r z e d u r u c h o m i e n i e m t e g o m e c h a n i z m u n a l e |y :
P r ó b k s y g n a Bu w e j [c i o w e g o u m i e [c i n a p o c z t k u l i n i i o p ó zn i a j c e j f i l t r u F I R .
W r e j e s t r z e A R 0 u m i e [c i a d r e s o s t a t n i e g o e l e m e n t u l i n i i o p ó zn i a j c e j .
D o r e j e s t r u B M A R z a Ba d o w a a d r e s t a b l i c y w k t ó r e j z a p a m i t a n o w o d w r o t n e j k o l e j n o [c i
p r ó b k i o d p o w i e d z i i m p u l s o w e j f i l t r u .
W y z e r o w a a k u m u l a t o r o r a z r e j e s t r P R E G ( i n s t r u k c j a Z A P ) .
P o w t a r z a n a i n s t r u k c j a M A D D d z i k i p r z e t w a r z a n i u p o t o k o w e m u s t a j e s i e f e k t y w n i e i n s t r u k c j
w y k o n y w a n w j e d n y m c y k l u z e g a r o w y m .
B u d o w a j e d n o s t k i c e n t r a l n e j p r o c e s o r ó w z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 5 x , i m p l e m e n t a c j a p r a k t y c z n i e
j e d n e g o r e j e s t r u w e w n t r z n e g o , l i s t a i n s t r u k c j i p o z w a l a j c a n a r e a l i z a c j f i l t r u F I R p r a k t y c z n i e
z a p o m o c j e d n e j i n s t r u k c j i u z a s a d n i a s t w i e r d z e n i e , |e w c z e s n e p r o c e s o r y s y g n a Bo w e b y By w
i s t o c i e p r o g r a m o w a l n y m i f i l t r a m i c y f r o w y m i .
T a b l i c a 2 . P r o c e d u r a r e a l i z u j c a f i l t r F I R n a p i s a n a w a s e m b l e r z e p r o c e s o r ó w T M S 3 2 0 C 5 x .
* P a r a m e t r y :
* p r ó b k a s y g n a Bu w e j e c i o w e g o n a p o c z t k u l i n i i
* a r 0 - > k o n i e c l i n i i o p ó zn i a j c e j
* a r 1 - > r z d f i l t r u ( N )
* b m a r - > t a b l i c a w s p ó Bc z y n n i k ó w f i l t r u
* Z w r a c a :
* a c c ( h i ) = s y g n a B w y j [c i o w y
*
* U w a g i :
* L i n i a o p ó zn i a j c a z a w i e r a N + 1 e l e m e n t ó w
* + z a k o Dc e m j e d n a k o m ó r k a d o d a t k o w a
*
* ( C ) J a c e k I z y d o r c z y k , 1 0 . i i . 1 9 9 9
. p s
U F i r :
Z A P ; A C C < - 0 ; P R E G < - 0
M A R * , A R 1 ; A R P - > A R 0
R P T * , A R 0 ; p o w t ó r z a d o w y c z e r p a n i a
M A D D * - ; t a b l i c y w s p ó c z y n n i k ó w
A P A C ; A C C < - A C C + P R E G
S F L ; d l a z a c h o w a n i a f o r m a t u 1 . 1 5
r e t ; p o w r ó t
4 . R e k i n w [r ó d p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h A D S P 2 1 1 6 2
D o b r y m p r z y k Ba d e m w s p ó Bc z e s n e g o , z m i e n n o p r z e c i n k o w e g o p r o c e s o r a s y g n a Bo w e g o j e s t
p r o c e s o r A D S P 2 1 0 6 0 S h a r c f i r m y A n a l o g D e v i c e s . A r c h i t e k t u r a t e g o p r o c e s o r a j e s t w Ba [c i w i e
i d e n t y c z n a z a r c h i t e k t u r p r o c e s o r ó w A D S P 2 1 0 2 0 , k t ó r a b y Ba j u | s z c z e g ó Bo w o p r e z e n t o w a n a n a
Ba m a c h P r z e g l d u T e l e k o m u n i k a c y j n e g o [ 3 3 ] . F i r m a u z u p e Bn i Ba u k Ba d o z i n t e g r o w a n p a m i
R A M , u k Ba d y p o r t ó w s z e r e g o w y c h , p o r t ó w H I P i t p . O s t a t n i o w p r o w a d z o n o m o d e l p r o c e s o r a
A D S P 2 1 1 6 0 w y p o s a |o n y w d o d a t k o w e j e d n o s t k i w y k o n a w c z e i m o |l i w o [ p r z e t w a r z a n i a
m a c i e r z o w e g o S I M D ( a n g . s i n g l e i n s t r u c t i o n m u l t i p l e d a t a ) [ 3 4 ] .
1 6
5 . T e c h n o l o g i a M M X
N a l e |y s i s p o d z i e w a , |e w n i e d a l e k i e j p r z y s z Bo [c i w i k s z o [ o b l i c z e D w y k o n y w a n y c h p r z e z
k o m p u t e r y b d z i e z w i z a n y c h z c y f r o w y m p r z e t w a r z a n i e m s y g n a Bó w [ 1 6 ] . M a n a t o w p By w
g w a Bt o w n e r o z p o w s z e c h n i a n i e s i t z w . a p l i k a c j i m u l i m e d i a l n y c h o r a z r o z w ó j r y n k u c o r a z
b a r d z i e j s k o m p l i k o w a n y c h g i e r w y k o r z y s t u j c y c h t e c h n o l o g i w i r t u a l n e j r z e c z y w i s t o [c i .
A p l i k a c j e t e g o t y p u w y k o n u j z a d a n i a o b l i c z e n i o w e o n a s t p u j c y c h c e c h a c h
c h a r a k t e r y s t y c z n y c h :
L i c z b y z a p i s a n e s w s z e s n a s t o l u b o [m i o b i t o w y m f o r m a c i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m .
W i k s z o [ o b l i c z e D t o o p e r a c j e m n o |e n i a i a k u m u l a c j i w y n i k u .
O b l i c z e n i a z o r g a n i z o w a n e s w p o s t a c i l i c z n y c h , z a g n i e |d |o n y c h i c i a s n y c h p t l i
p r o g r a m o w y c h .
W i e l e o p e r a c j i m o |n a w y k o n y w a r ó w n o l e g l e .
W i s t o c i e s t o c e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e d l a a l g o r y t m ó w c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w . W
z w i z k u z t y m w i e l e f i r m w y t w a r z a j c y c h m i k r o p r o c e s o r y p o s t a n o w i Ba r o z s z e r z y i c h
a r c h i t e k t u r t a k , a b y s p r z t o w o w s p o m a g a w y k o n y w a n i e a l g o r y t m ó w D S P ( a n g . d i g i t a l s i g n a l
p r o c e s s i n g ) . P r z y k Ba d e m s i n s t r u k c j e V I S w p r o w a d z o n e d o a r c h i t e k t u r y S P A R C p r z e z f i r m
S u n M i c r o s y s t e m s , i n s t r u k c j e M D M X p r o c e s o r ó w M I P S V f i r m y S i l i c o n G r a p h i c s , i n s t r u k c j e
M V I d l a p r o c e s o r ó w A l p h a f i r m y D E C 2 2 c z y i n s t r u k c j e M A X 2 w p r o w a d z o n e d o a r c h i t e k t u r y
P A - R I S C p r z e f i r m H e w l e t t - P a c a r d [ 1 6 ] . A l e n i e w t p l i w i e n a j b a r d z i e j z n a n y m p r z y k Ba d e m j e s t
r o z s z e r z e n i e p r z e z f i r m I n t e l a r c h i t e k t u r y I A - 3 2 o i n s t r u k c j e M M X ( a n g . m u l t i m e d i a e x t e n s i o n )
[ 2 4 ] . C e c h c h a r a k t e r y s t y c z n t e j t e c h n o l o g i i j e s t w p r o w a d z e n i e d o z b i o r u i n s t r u k c j i p r o c e s o r a
5 7 n o w y c h i n s t r u k c j i w y k o n u j c y c h o p e r a c j e n a k i l k u a r g u m e n t a c h j e d n o c z e [n i e . W t e n s p o s ó b
p r o c e s o r y z g o d n e z a r c h i t e k t u r I A - 3 2 2 3 n a b r a By z j e d n e j s t r o n y c e c h p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h ,
a z d r u g i e j c e c h p r o c e s o r ó w m a c i e r z o w y c h S I M D ( a n g . s i n g l e i n s t r u c t i o n m u l t i l p l e d a t a ) .
I n t e n c j a u t o r ó w r o z s z e r z e n i a M M X b y Bo z a c h o w a n i e z g o d n o [c i a r c h i t e k t u r y z c a B
d o t y c h c z a s o w b a z o p r o g r a m o w a n i a . W s z c z e g ó l n o [c i c h o d z i Bo o t o a b y p o j a w i e n i e s i
r o z s z e r z e n i a M M X n i e w y m a g a Bo m o d y f i k o w a n i a i s t n i e j c y c h j u | s y s t e m ó w o p e r a c y j n y c h t z n .
M S - D O S , M S - W i n d o w s 3 . 1 / 9 5 / 9 8 / N T , O S / 2 i U n i x . D l a t e g o z d e c y d o w a n o , |e k o n t e k s t
j e d n o s t k i w y k o n u j c e j i n s t r u k c j e M M X b d z i e w s p ó l n y d l a n i e j o r a z d l a j e d n o s t k i w y k o n u j c e j
o p e r a c j e z m i e n n o p r z e c i n k o w e ( k o p r o c e s o r a ) . P r a k t y c z n i e o z n a c z a t o , |e r e j e s t r y b d c e
a r g u m e n t a m i n o w y c h i n s t r u k c j i t o o s i e m r e j e s t r ó w k o p r o c e s o r a z m i e n n o p r z e c i n k o w e g o , k t ó r e
t e r a z n a z y w a j s i M M 0 - M M 7 . W y k o r z y s t y w a n e s s z e [d z i e s i t c z t e r y b i t y , k t ó r e w p r z y p a d k u
o p e r a c j i z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h r e p r e z e n t u j m a n t y s l i c z b y . S y s t e m o p e r a c y j n y p r z e c h o d z c d o
r e a l i z a c j i n o w e g o z a d a n i a z a c h o w u j e s t a n k o p r o c e s o r a z m i e n n o p r z e c i n k o w e g o z a p o m o c
i n s t r u k c j i F S A V E , n a t o m i a s t o d t w o r z e n i e s t a n u k o p r o c e s o r a n a s t p u j e z w y k o r z y s t a n i e m
i n s t r u k c j i F R S T R . W t e n s p o s ó b s y s t e m o p e r a c y j n y n i e [w i a d o m i e z a c h o w u j e i o d t w a r z a s t a n
j e d n o s t k i M M X .
2 2 O b e c n i e I n t e l .
2 3 P e n t i u m , P e n t i u m P r o , P e n t i u m I I , P e n t i u m I I I , A N D K - 6 , C y r i x M 2 , C y r i x M I I .
1 7
5 . 1 F o r m a t p r z e t w a r z a n y c h d a n y c h
J e d n o s t k a p r z e t w a r z a j c a i n s t r u k c j e M M X j e s t w i s t o c i e j e d n o s t k a r y t m e t y k i
s t a Bo p r z e c i n k o w e j 2 4 . P r z e t w a r z a n e l i c z b y c a Bk o w i t e m o g b y z a p i s a n e w f o r m a c i e z a j m u j c y m
j e d e n b a j t , s Bo w o ( 1 6 b i t ó w ) , p o d w ó j n e s Bo w o ( 3 2 b i t y ) l u b p o c z w ó r n e s Bo w o ( 6 4 b i t y ) . L i c z b y
g r u p o w a n e s w 6 4 - b i t o w e c i g i b i n a r n e , z a p i s y w a n e r e j e s t r a c h M M 0 - M M 7 i p r z e t w a r z a n e . N p .
p o j e d y n c z y p i k s e l g r a f i k i r e p r e z e n t o w a n y j e s t w p o s t a c i o [m i u b i t ó w ( b a j t ) . O s i e m t a k i c h p i k s e l i
m o |e z o s t a u m i e s z c z o n y c h w j e d n y m p o c z w ó r n y m s Bo w i e p a m i c i . R e a l i z a c j a i n s t r u k c j i M M X
p o l e g a n a p o b r a n i u t a k i e g o p o c z w ó r n e g o s Bo w a 2 5 , w y k o n a n i u o p e r a c j i n a w s z y s t k i c h o [m i u
p i k s e l a c h j e d n o c z e [n i e i z a p i s a n i u w y n i k u w j e d n y m z r e j e s t r ó w M M X 0 - M M X 7 . A r y t m e t y k a
s t a Bo p r z e c i n k o w a z m u s z a p r o g r a m i s t d o d o k Ba d n e g o p r z e m y [l e n i a r e a l i z o w a n e g o a l g o r y t m u t a k ,
a b y n a |a d n y m z e t a p ó w p r z e t w a r z a n i a n i e d o s z Bo d o n i e k o n t r o l o w a n e g o p r z e k r o c z e n i a z a k r e s u
r e p r e z e n t o w a n y c h l i c z b .
5 . 2 P r z e g l d i n s t r u k c j i
I n s t r u k c j e M M X r e a l i z u j n a s t p u j c e o p e r a c j e :
P o d s t a w o w e d z i a Ba n i a a r y t m e t y c z n e t z n . d o d a w a n i e , o d e j m o w a n i e , m n o |e n i e , m n o |e n i e
p o Bc z o n e z a k u m u l a c j , p r z e s u n i c i a a r y t m e t y c z n e w l e w o i w p r a w o .
P o r ó w n y w a n i e l i c z b .
K o n w e r s j f o r m a t ó w p a k o w a n i e l i c z b w c i g i 6 4 - b i t o w e , k o n w e r s j z f o r m a t ó w k r ó t k i c h
( n p . b a j t ) d o f o r m a t ó w d Bu |s z y c h ( n p . s Bo w o ) .
P o d s t a w o w e o p e r a c j e l o g i c z n e A N D , N A N D , O R , X O R w y k o n y w a n e n a p a r a c h
o d p o w i a d a j c y c h s o b i e b i t ó w .
O p e r a c j e p r z e s u n i c i a l o g i c z n e g o w l e w o i w p r a w o .
Aa d o w a n i e d a n y c h z p a m i c i d o r e j e s t r ó w p r o c e s o r a , s k Ba d o w a n i e d a n y c h w p a m i c i
o p e r a c y j n e j i p r z e s Ba n i a m i d z y r e j e s t r a m i p r o c e s o r a .
K a |d a i n s t r u k c j a m o |e b y w y k o n y w a n a n a d a n y c h o i n n y m ( k r ó t s z y m l u b d Bu |s z y m ) f o r m a c i e .
K a |d e j t a k i e j i n s t r u k c j i o d p o w i a d a i n n y k o d b i n a r n y c o p o k a z a n o w t a b l i c y 3 .
W c h a r a k t e r z e p r z y k Ba d u r o z w a |m y i n s t r u k c j m n o |e n i a p o Bc z o n e g o z a k u m u l a c j w y n i k ó w :
P M A D D W D M M 0 , M M 1
Z a w a r t o [ r e j e s t r ó w M M 0 o r a z M M 1 t r a k t o w a n a j e s t j a k c z w ó r k a 1 6 - b i t o w y c h l i c z b z a p i s a n y c h
w f o r m a c i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m :
M M 0 = - 1 0 0 - 6 2 1 7 - 3 0
M M 1 = 6 4 - 6 6 4 2 - 4 0
W w y n i k u m n o |e n i a o d p o w i a d a j c y c h s o b i e p a r l i c z b o t r z y m u j e m y c z t e r y 3 2 - b i t o w e l i c z b y :
- 6 4 0 0 4 0 9 2 7 1 4 1 2 0 0
P i e r w s z a p a r a i l o c z y n ó w p o w s t a Ba w w y n i k u p r z e m n o |e n i a o d p o w i a d a j c y c h s o b i e l i c z b
l e |c y c h w g ó r n e j c z [c i r e j e s t r ó w M M 0 i M M 1 . D r u g a p a r a i l o c z y n ó w p o w s t a Ba w w y n i k u
2 4 P r o c e s o r P e n t i u m , C y r i x M I I i A M D K - 6 p o s i a d a j j e d n j e d n o s t k p r z e t w a r z a j c
i n s t r u k c j e M M X . P r o c e s o r P e n t i u m I I i P e n t i u m C e l l e r o n p o s i a d a j d w i e t a k i e j e d n o s t k i
d z i a Ba j c e w s p ó Bb i e |n i e .
2 5 M a g i s t r a l e w e w n t r z n e p r o c e s o r a s 6 4 - b i t o w e .
1 8
p r z e m n o |e n i a o d p o w i a d a j c y c h s o b i e l i c z b l e |c y c h w d o l n e j c z [c i r e j e s t r ó w M M 0 i M M 1 .
P i e r w s z e d w a i l o c z y n y s d o d a w a n e d o s i e b i e i u m i e s z c z a n e w r e j e s t r z e w g ó r n e j c z [c i r e j e s t r u
M M 0 . W d o l n e j c z [c i r e j e s t r u M M 0 u m i e s z c z a n a j e s t s u m a d r u g i e j p a r y i l o c z y n ó w :
M M 0 = - 2 3 0 8 1 9 1 4
F i r m a I n t e l t w i e r d z i [ 2 3 ] , |e j e |e l i o b a a r g u m e n t y i n s t r u k c j i P M A D D W D s r e j e s t r a m i j e d n o s t k i
M M X t o p r o c e s o r P e n t i u m j e s t w s t a n i e [r e d n i o r e a l i z o w a j e d n t a k i n s t r u k c j c o 1 . 5 t a k t u
z e g a r o w e g o . J e [l i j e d e n z a r g u m e n t ó w m u s i z o s t a p o b r a n y z p a m i c i j e d n a i n s t r u k c j a
P M A D D W D j e s t r e a l i z o w a n a c o d w a t a k t y z e g a r o w e . D l a t y p o w e j o b e c n i e c z s t o t l i w o [c i z e g a r a
k o m p u t e r a P C m i e s z c z c e j s i w g r a n i c a c h o d 3 0 0 M H z d o 5 0 0 M H z d a j e t o o d 6 0 0 m i l i o n ó w d o
1 . 3 3 3 m i l i a r d a m n o |e D p o Bc z o n y c h z a k u m u l a c j n a s e k u n d !
T a b l i c a 3 . Z b i ó r i n s t r u k c j i M M X r o z s z e r z a j c y c h a r c h i t e k t u r I A - 3 2
T y p M n e m o n i k a N O p i s
A r y t m e t y c z n e
P A D D [ B , W , D ] 3 D o d a w a n i e b e z n a s y c e n i a [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ]
P A D D S [ B , W ] 2 D o d a w a n i e l i c z b z e z n a k i e m [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ] n a s y c e n i e
P A D D U S [ B , W ] 2 D o d a w a n i e l i c z b b e z z n a k u [ 8 , 1 6 b i t ó w ] , n a s y c e n i e
P S U B [ B , W , D ] 3 O d e j m o w a n i e b e z n a s y c e n i a [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ]
P S U B S [ B , W ] 2 O d e j m o w a n i e l i c z b z e z n a k i e m [ 8 , 1 6 b i t ó w ] n a s y c e n i a
P S U B U S [ B , W ] 2 O d e j m o w a n i e l i c z b b e z z n a k u [ 8 , 1 6 b i t ó w ] , n a s y c e n i e
P M U L H W 1 M n o |e n i e g ó r n e j c z [c i r e j e s t r u
P M U L L W 1 M n o |e n i e d o l n e j c z [c i r e j e s t r u
P M A D D W D 1 M n o |e n i e p o Bc z o n e z a k u m u l a c j
P o r ó w n a n i e
P C M P E Q [ B , W , D ] 3 P o r ó w n a n i e l i c z b [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ] c z y r ó w n e ?
P C M P G T [ B , W , D ] 3 P o r ó w n a n i e l i c z b [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ] c z y w i k s z a ?
K o n w e r s j a
P A C K U S W B 1 P a k u j s Bo w a w b a j t y ( b e z z n a k u , z n a s y c e n i e m )
F o r m a t u
P A C K S S [ W B , D W ] 2 P a k u j [ s Bo w a w b a j t y , p o d w ó j n e s Bo w a w p o c z w ó r n e s Bo w a ] ( z n a k
i n a s y c e n i e )
P U N P C K H 3 R o z p a k u j s t a r s z e [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ] z r e j e s t r u M M X
[ B W , W D , D Q ]
P U N P C K L 3 R o z p a k u j m Bo d s z e [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ] z r e j e s t r u M M X
[ B W , W D , D Q ]
L o g i c z n e
P A N D 1 A N D
P A N D N 1 A N D N O T
P O R 1 O R
P X O R 1 X O R
P r z e s u n i c i a
P S L L [ W , D , Q ] 6 P r z e s u n i c i e l o g i c z n e w l e w o [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ]
P S R L [ W , D , Q ] 6 P r z e s u n i c i e l o g i c z n e w p r a w o [ 8 , 1 6 , 3 2 b i t y ]
P S R A [ W , D ] 4 P r z e s u n i c i e a r y t m e t y c z n e w p r a w o [ 8 , 1 6 b i t ó w ]
P r z e s Ba n i a M O V [ D , Q ] 4 P r z e s Ba n i e [ 3 2 , 6 4 b i t ó w ] z / d o r e j e s t r u M M X
s t a n F P & M M X E M M S 1 Z e r u j s t a n M M X
N l i c z n a r ó |n y c h k o d ó w b i n a r n y c h
1 9
5 . 3 P r o g r a m o w a n i e
Z e w z g l d u n a z a s t o s o w a n e r o z w i z a n i a w k o n s t r u k c j i j e d n o s t k i M M X f i r m a I n t e l n i e z a l e c a
s t o s o w a n i a n a p r z e m i a n i n s t r u k c j i M M X o r a z i n s t r u k c j i w y k o n u j c y c h d z i a Ba n i a n a l i c z b a c h w
f o r m a c i e z m i e n n o p r z e c i n k o w y m . G Bó w n e p r z e s Ba n k i t e g o z a l e c e n i a s n a s t p u j c e :
W y k o n a n i e i n s t r u k c j i M M X p o w o d u j e u s t a w i e n i e w s k a zn i k a s t o s u r e j e s t r ó w
z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h T O S ( a n g . t o p o f s t a c k ) n a z e r o . I n s t r u k c j e z m i e n n o p r z e c i n k o w e
t r a c w t e n s p o s ó b w s k a zn i k s t o s u r e j e s t r ó w , a t y m s a m y m d a l s z a r e a l i z a c j a o p e r a c j i
z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h p r z e b i e g a b Bd n i e .
I n s t r u k c j a M M X w p i s u j c d o r e j e s t r u M M X d a n e p o w o d u j e , |e w c z [c i t e g o r e j e s t r u
u |y w a n e j p r z e z i n s t r u k c j e z m i e n n o p r z e c i n k o w e d l a p r z e c h o w y w a n i a c e c h y , w p i s y w a n e s
s a m e j e d y n k i . T a k a z a w a r t o [ r e j e s t r u z m i e n n o p r z e c i n k o w e g o n i e r e p r e z e n t u j e |a d n e j l i c z b y
z m i e n n o p r z e c i n k o w e j i p r ó b a w y k o n a n i a j a k i e j k o l w i e k o p e r a c j i z m i e n n o p r z e c i n k o w e j n a
t y m r e j e s t r z e k o Dc z y s i z g Bo s z e n i e m p r z e r w a n i a d o j e d n o s t k i c e n t r a l n e j .
U |y c i e d o w o l n e j z i n s t r u k c j i M M X p o w o d u j e , |e t r a c o n a j e s t z a w a r t o [ r e j e s t r u T A G ( r e j e s t r
T A G w y p e Bn i a n y j e s t z e r a m i ) .
C z s t e p r z e Bc z a n i e m i d z y i n s t r u k c j a m i M M X i i n s t r u k c j a m i z m i e n n o p r z e c i n k o w y m i m o |e
s p o w o d o w a z n a c z n e z m n i e j s z e n i e p r d k o [c i p r z e t w a r z a n i a .
J e |e l i p r o g r a m p r z e p r o w a d z a o b l i c z e n i a n a l i c z b a c h z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h o r a z o b l i c z e n i a z
w y k o r z y s t a n i e m i n s t r u k c j i M M X f i r m a z a l e c a :
P o d z i a B p r o g r a m u n a o s o b n e m o d u By z k t ó r y c h j e d e n p r z e p r o w a d z a t y l k o o b l i c z e n i a n a
l i c z b a c h z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h a d r u g i t y l k o o b l i c z e n i a z w y k o r z y s t a n i e m i n s t r u k c j i M M X .
N i e n a l e |y p r z e k a z y w a p r z e z r e j e s t r y p a r a m e t r ó w m i d z y j e d n y m i d r u g i m m o d u Be m .
W c h w i l i z a k o Dc z e n i a o b l i c z e D z w y k o r z y s t a n i e m i n s t r u k c j i M M X n a l e |y u |y i n s t r u k c j i
E M M S d l a o p r ó |n i e n i a s t o s u r e j e s t r ó w z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h .
K o Dc z c o b l i c z e n i a z m i e n n o p r z e c i n k o w e n a l e |y p o z o s t a w i p u s t y s t o s r e j e s t r ó w .
P o w y |s z e z a l e c e n i a m a j c h a r a k t e r o g ó l n y . T a b l i c a 4 p r z e d s t a w i a n a t o m i a s t p r o g r a m o b l i c z a j c y
i l o c z y n s k a l a r n y d w ó c h w e k t o r ó w o s t u s k Ba d o w y c h [ 2 4 ] , [ 2 3 ] . W p r o g r a m i e z a Bo |o n o , |e
s k Ba d o w e o b u w e k t o r ó w z a p i s a n e s w t a b l i c a c h w s k a z y w a n y c h o d p o w i e d n i o p r z e z r e j e s t r y E D X
i E D I . K a |d a s k Ba d o w a j e s t 1 6 - b i t o w c a Bk o w i t l i c z b s t a Bo p r z e c i n k o w . L i c z n i k p t l i
z o r g a n i z o w a n o z w y k o r z y s t a n i e m r e j e s t r u E C X . L i c z n i k z a w i e r a l i c z b r ó w n ( - 2 ) * 1 0 0 c z y l i
l i c z b p r z e c i w n d o l i c z b y b a j t ó w t a b l i c y z a w i e r a j c e j s k Ba d o w e w e k t o r a . W p t l i o d b y w a s i :
Aa d o w a n i e d o r e j e s t r u M M 1 c z t e r e c h s k Ba d o w y c h w e k t o r a m n o |n e j .
M n o |e n i e s k Ba d o w y c h m n o |n e j p r z e z o d p o w i a d a j c e i m s k Ba d o w e m n o |n i k a p o Bc z o n e z
d o d a n i e m w y n i k ó w p a r m n o |e D. T r z y d z i e s t o d w u b i t o w e w y n i k i d o d a w a n i a u m i e s z c z o n e s w
r e j e s t r z e M M 1 .
A k u m u l a c j a d w ó c h d o d a w a D w r e j e s t r z e M M 0 .
P o z a k o Dc z e n i u w y k o n y w a n i a p t l i , w c h w i l i g d y w y z e r o w a n a z o s t a n i e z a w a r t o [ r e j e s t r u E C X ,
g ó r n a c z [ i d o l n a c z [ r e j e s t r u M M 0 z a w i e r a j d w i e s u m y c z [c i o w e , k t ó r e d o d a n e t w o r z
i l o c z y n s k a l a r n y w e k t o r ó w . Z a w a r t o [ a k u m u l a t o r a M M 0 z o s t a j e z a c h o w a n a w r e j e s t r z e M M 1 ,
g ó r n a c z [ r e j e s t r u M M 0 p r z e s u n i t a n a m i e j s c e d o l n e j a n a s t p n i e 3 2 - b i t o w e l i c z b y z a w a r t e w
r e j e s t r a c h M M 1 i M M 0 z o s t a j d o d a n e d o s i e b i e . D o l n a c z [ r e j e s t r u M M 0 t o o b l i c z a n y i l o c z y n
s k a l a r n y . W y s t a r c z y t e r a z d o k o n a z a o k r g l e n i a w y n i k u d o 1 6 - b i t ó w p r z e z s p a k o w a n i e
z a w a r t o [c i a k u m u l a t o r a M M 0 .
2 0
T a b l i c a 4 . P r o g r a m o b l i c z a j c y i l o c z y n s k a l a r n y z w y k o r z y s t a n i e m i n s t r u k c j i M M X "!
; P a r a m e t r y :
; p r ó b k a s y g n a Bu w e j [c i o w e g o n a p o c z t k u l i n i i
; e d x - > a [ 0 ]
; e d i - > b [ 0 ]
; b m a r - > t a b l i c a w s p ó Bc z y n n i k ó w f i l t r u
; Z w r a c a :
; i l o c z y n s k a l a r n y a [ i ] * b [ i ] w n a j m Bo d s z y m s o w i e r e j e s t r u M M 0
m o v e c x , 1 0 0 ; e c x < - 1 0 0 = = N
s a l e c x , 1 ; e c x < - e c x * 2
a d d e d x , e c x ; e d x - > a [ N ]
a d d e d i , e c x ; e d i - > a [ N ]
n e g e c x ; e c x < - ( - 2 ) * N
p x o r m m 0 , m m 0 ; m m 0 < - 0
L O O P :
m o v q m m 1 , [ e d x + e c x ] ; m m 1 < - a [ i ] a [ i + 1 ] a [ i + 2 ] a [ i + 3 ]
p m a d d d w m m 1 , [ e d i + e c x ] ; m m 1 < - a [ i ] * b [ i ] + a [ i + 1 ] * b [ i + 1 ]
; a [ i + 2 ] * b [ i + 2 ] + a [ i + 3 ] * b [ i + 3 ]
p a d d d w m m 0 , m m 1 ; m m 0 < - m m 0 + m m 1
a d d e c x , 8 ; e c x < - e c x + 8
j n z L O O P ; s k o c z j e [l i t o n i e k o n i e c p t l i
m o v q m m 1 , m m 0 ; m m 1 < - m m 0
p s r l q m m 0 , 3 2 ; m m 0 < - m m 0 / 2 ^ ( 3 2 )
p a d d d w m m 0 , m m 1 ; m m 0 < - m m 0 + m m 1
p a c k s s d w m m 0 , m m 0 ; p r z e k s z t a B n a f o r m a t 1 . 1 5
6 . N o w a a r c h i t e k t u r a T e x a s a V e l o c i T I
P o w i e l u l a t a c h s u k c e s ó w r y n k o w y c h f i r m a T e x a s I n s t r u m e n t s z d e c y d o w a Ba s i u n o w o c z e [n i i
u j e d n o l i c i a r c h i t e k t u r o f e r o w a n y c h p r o c e s o r ó w s y g n a Bo w y c h . W t e n s p o s ó b p o w s t a Ba
s p e c y f i k a c j a a r c h i t e k t u r y V L I W ( a n g . v e r y l o n g i n s t r u c t i o n w o r d ) n a z w a n a p r z e z f i r m V e l o c i T I
[ 9 ] . A r c h i t e k t u r a o d n o s i s i d o u k Ba d ó w p r z e t w a r z a j c y c h l i c z b y w f o r m a c i e s t a Bo p r z e c i n k o w y m
o r a z d o u k Ba d ó w p r z e t w a r z a j c y c h l i c z b y z a p i s a n e w f o r m a c i e z m i e n n o p r z e c i n k o w y m . W r o k u
1 9 9 7 n a r y n k u p o j a w i B s i u k Ba d T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 p i e r w s z y z r o d z i n y o n o w e j a r c h i t e k t u r z e [ 6 ] .
U k Ba d t e n , p r z e t w a r z a j c y l i c z b y s t a Bo p r z e c i n k o w e , t a k t o w a n y z e g a r e m o c z s t o t l i w o [c i 2 0 0
M H z m o |e o s i g a s z c z y t o w w y d a j n o [ 1 6 0 0 M I P S . P r o d u c e n t p r z e w i d u j e , |e z n a j d z i e o n
z a s t o s o w a n i e w m o d e m a c h i w o k o d e r a c h p r z e z n a c z o n y c h d l a o b s Bu g i w i e l u k a n a Bó w
j e d n o c z e [n i e 2 6 o r a z d l a p r z e t w a r z a n i a o b r a z ó w [ 9 ] . D r u g i u k Ba d z r o d z i n y t o T M S 3 2 0 C 6 7 0 1
p r o c e s o r z m i e n n o p r z e c i n k o w y , k t ó r y t a k t o w a n y z e g a r e m 1 6 6 M H z o s i g a s z c z y t o w w y d a j n o [
d o c h o d z c d o 1 0 0 0 M f l o p s .
2 6 O b i e a p l i k a c j e s t a n o w i s t a n d a r d o w c z [ s t a c j i b a z o w e j c y f r o w e j t e l e f o n i i
k o m ó r k o w e j .
2 1
P a m i ( n o t a t n i k o w a ) p r o g r a m u
3 2 - b i t
2 5 6 - b i t d a n e
C 6 2 x x C P U
P o b r a n i e i n s t r u k c j i
P o w e r
d a w n R e j e s t r y
R o z d z i a B i n s t r u k c j i
D e k o d o w a n i e i n s t r u k c j i
s t e r u j c e
Zc i e |k a d a n y c h A Zc i e |k a d a n y c h B
D M A , E M I F
Z b i ó r r e j e s t r ó w A Z b i ó r r e j e s t r ó w B
U k Ba d
s t e r o w a n i a
U k Ba d t e s t u j c y
E m u l a t o r
. L 1 . S 1 . M 1 . D 1 . M 2
. D 2 . S 2 . L 2
P r z e r w a n i a
U r z d z e n i a I / O
P a m i ( n o t a t n i k o w a ) p r o g r a m u
t i m e r y , p o r t y
s z e r e g o w e , i t d . . .
3 2 - b i t
8 - , 1 6 - , 3 2 - b i t d a n e
R y s u n e k 4 . S c h e m a t b l o k o w y j e d n o s t k i c e n t r a l n e j p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
6 . 1 J e d n o s t k a c e n t r a l n a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
J e d n o s t k a c e n t r a l n a u k Ba d u T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 p r z e d s t a w i o n a j e s t n a r y s u n k u 4 . U k Ba d z a w i e r a
o s i e m j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h p o d z i e l o n y c h n a d w i e g r u p y i o z n a c z o n y c h L 1 , S 1 , M 1 , D 1 o r a z
L 2 , S 2 , M 2 , D 2 . K a |d a z g r u p m a d o d y s p o z y c j i s z e s n a [c i e 3 2 - b i t o w y c h r e j e s t r ó w p a t r z
r y s u n e k 5 . D l a p i e r w s z e j g r u p y j e d n o s t e k s t o r e j e s t r y A 0 - A 1 5 , d l a g r u p y d r u g i e j s t o r e j e s t r y
B 0 - B 1 5 . K a |d a j e d n o s t k a w y k o n a w c z a m a s w o b o d n y d o s t p d o r e j e s t r ó w s w o j e j g r u p y . K a |d a
g r u p a j e d n o s t e k m a j e d e n p o r t p o z w a l a j c y n a p o b i e r a n i e l u b z a p i s y w a n i e d a n y c h w p a m i c i . W
t e n s p o s ó b w d a n y m c y k l u t y l k o j e d n a j e d n o s t k a w y k o n a w c z a w k a |d e j z g r u p m o |e z a p i s y w a
( o d c z y t y w a ) p a m i . P o d o b n y p o r t p o z w a l a g r u p i e j e d n o s t e k n a d o s t p d o r e j e s t r ó w d r u g i e j
g r u p y j e d n o s t e k .
2 2
A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0
R e j e s t r y u |y w a n e
R e j e s t r y u |y w a n e
p r z e z i n s t r u k c j e
d o a d r e s o w a n i a
w a r u n k o w e
c y k l i c z n e g o
B 1 5 B 1 4 B 1 3 B 1 2 B 1 1 B 1 0 B 9 B 8 B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0
R e j e s t r y u |y w a n e
d o a d r e s o w a n i a
z 1 5 - b i t o w y m
p r z e s u n i c i e m
R y s u n e k 5 . R e j e s t r y p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
I n s t r u k c j e p o b i e r a n e s z p a m i c i p r o g r a m u w p o r c j a c h p o 2 5 6 - b i t ó w ( a n g . f e t c h p a c k e t ) ,
k t ó r e n a z w i e m y l i n i a m i . P o r c j a t a k a z a w i e r a o s i e m 3 2 - b i t o w y c h i n s t r u k c j i , z k t ó r y c h k a |d a
o d n o s i s i d o j e d n e j j e d n o s t k i w y k o n a w c z e j . N a j m Bo d s z y b i t k a |d e j z i n s t r u k c j i o k r e [l a n y j e s t
a n g i e l s k n a z w P - b i t . J e |e l i P - b i t i n s t r u k c j i X r ó w n y j e s t 1 t o n a s t p n a i n s t r u k c j a Y b d z i e
w y k o n y w a n a r ó w n o c z e [n i e z i n s t r u k c j X 2 7 . W t e n s p o s ó b t w o r z o n e s Ba Dc u c h y i n s t r u k c j i
w y k o n y w a n y c h r ó w n o c z e [n i e p r z e z r ó |n e j e d n o s t k i w y k o n a w c z e . Aa Dc u c h t a k i n a z y w a n y j e s t w
t e r m i n o l o g i i w p r o w a d z o n e j p r z e z f i r m T e x a s I n s t r u m e n t s e x e c u t e p a c k e t . K a |d a l i n i a i n s t r u k c j i
p o b r a n y c h p r z e z j e d n o s t k c e n t r a l n ( f e t c h p a c k e t ) m u s i z a w i e r a c a Bk o w i t l i c z b Ba Dc u c h ó w
( e x e c u t e p a c k e t ) t z n . |e P - b i t o s t a t n i e j 2 8 z p o b r a n y c h i n s t r u k c j i m u s i b y r ó w n y 0 . Z a c h o d z
p r z y t y m t r z y m o |l i w o [c i [ 1 4 ] :
W s z y s t k i e p o b r a n e i n s t r u k c j e ( f e t c h p a c k e t ) m a j w y z e r o w a n y P - b i t :
I n s t r u k c j a A B C D E F G H
P - b i t 0 0 0 0 0 0 0 0
W z w i z k u z t y m i n s t r u k c j e t e w y k o n y w a n e s s e k w e n c y j n i e n p . t a k :
T a k t z e g a r a L 1 S 1 D 1 M 1 L 2 S 2 D 2 M 2
1 n o p N o p A n o p n o p n o p n o p n o p
2 n o p B n o p n o p n o p n o p n o p n o p
3 n o p N o p n o p n o p n o p C n o p n o p
4 n o p N o p n o p n o p n o p D n o p n o p
5 n o p N o p n o p E n o p n o p n o p n o p
2 7 P o d w a r u n k i e m , |e o d n o s z s i d o i n n y c h j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h .
2 8 M a g i s t r a l a s Bu |c a p o b i e r a n i u i n s t r u k c j i j e s t m a g i s t r a l 2 5 6 - b i t o w . O s i e m i n s t r u k c j i
p o b i e r a n y c h j e s t r ó w n o c z e [n i e . N a l e |a Bo b y z a t e m m ó w i o n a j m Bo d s z e j ( n a j m n i e j z n a c z c e j ? ) z
p o b r a n y c h i n s t r u k c j i .
2 3
6 F N o p n o p n o p n o p n o p n o p n o p
7 n o p N o p n o p n o p n o p n o p G n o p
8 n o p N o p n o p n o p n o p n o p n o p H
P o b r a n e i n s t r u k c j e ( f e t c h p a c k e t ) t w o r z k i l k a Ba Dc u c h ó w ( e x e c u t e p a c k e t ) :
I n s t r u k c j a A B C D E F G H
P - b i t 1 1 0 1 0 0 1 0
i w y k o n y w a n e s c z [c i o w o r ó w n o l e g l e :
T a k t z e g a r a L 1 S 1 D 1 M 1 L 2 S 2 D 2 M 2
1 n o p B A n o p n o p n o p C n o p
2 n o p N o p E n o p D n o p n o p n o p
3 F N o p n o p n o p n o p n o p n o p n o p
4 n o p N o p n o p n o p n o p n o p H G
P o b r a n e i n s t r u k c j e ( f e t c h p a c k e t ) t w o r z j e d e n Ba Dc u c h ( e x e c u t e p a c k e t ) :
I n s t r u k c j a A B C D E F G H
1 1 1 1 1 1 1 0
P - b i t
i w y k o n y w a n e s w s z y s t k i e r ó w n o l e g l e :
T a k t z e g a r a L 1 S 1 D 1 M 1 L 2 S 2 D 2 M 2
1 A B C D E F G H
Z e w z g l d u n a s z y b k o [ p r z e t w a r z a n i a d a n y c h n a j k o r z y s t n i e j s z a w y d a j e s i s y t u a c j a k i e d y
w s z y s t k i e p o b r a n e i n s t r u k c j e s w y k o n y w a n e r ó w n o l e g l e i w s z y s t k i e j e d n o s t k i w y k o n a w c z e w
k a |d y m c y k l u z e g a r o w y m s z a j t e u |y t e c z n p r a c . T r u d n o s i j e d n a k s p o d z i e w a , |e u d a s i
w t e n s p o s ó b z a k o d o w a k a |d y a l g o r y t m . N a j c z [c i e j b d z i e m y m i e l i d o c z y n i e n i a z
c z [c i o w r ó w n o l e g Bo [c i p r z e t w a r z a n i a . I s t o t n a t r u d n o [ p o l e g a j e d y n i e n a t y m , |e g r a n i c e
Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i ( e x e c u t e p a c k e t ) n i e b d s i p o j a w i a By r e g u l a r n i e c o o s i e m i n s t r u k c j i .
M a m y w t e d y d o d y s p o z y c j i p r z y n a j m n i e j d w i e s t r a t e g i e p o s t p o w a n i a . W t r o s c e o i l o [ p a m i c i
z a j m o w a n e j p r z e z k o d p r o g r a m u Ba Dc u c h y i n s t r u k c j i z o s t a n p r z e r w a n e c o o s i e m i n s t r u k c j i . W
t e n s p o s ó b n i e z m i e n i m y r o z m i a r ó w k o d u a l e p r z e s t a j e t o b y k o d o p t y m a l n y p o d w z g l d e m
s z y b k o [c i p r z e t w a r z a n i a . O p t y m a l n o [ k o d u m o |n a z a c h o w a u z u p e Bn i a j c g o o i n s t r u k c j e
N O P 2 9 t a k , a b y g r a n i c e Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i ( e x e c u t e p a c k e t ) w y p a d a By c o 8 i n s t r u k c j i . W
n a j g o r s z y m p r z y p a d k u w k o d z i e o p t y m a l n y m i n s t r u k c j e g r u p o w a n e s w Ba Dc u c h y p o 5
i n s t r u k c j i . K a |d y Ba Dc u c h m u s i b y w t e d y u z u p e Bn i o n y t r z e m a i n s t r u k c j a m i N O P c o d a j e w z r o s t
2 9 I n s t r u k c j a o z n a c z a j c a n i c n i e r ó b " ( a n g . n o o p e r a t i o n ) .
2 4
o b j t o [c i k o d u o 6 0 % . J e |e l i z a Bo |y , |e [r e d n i a l i c z b a i n s t r u k c j i N O P w k a |d e j l i n i i i n s t r u k c j i
w y n o s i 1 . 5 t o w z r o s t o b j t o [c i k o d u w y n o s i 3 0 % .
T a b l i c a 5 . P r z y p o r z d k o w a n i e i n s t r u k c j i p o s z c z e g ó l n y m j e d n o s t k o m w y k o n a w c z y m p r o c e s o r a
T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 [ 9 ]
L S D M
D o d a w a n i e l i c z b D o d a w a n i e l i c z b D o d a w a n i e l i c z b M n o |e n i e l i c z b
s t a Bo p r z e c i n k o w y c h s t a Bo p r z e c i n k o w y c h s t a Bo p r z e c i n k o w y c h s t a Bo p r z e c i n k o w y c h
O p e r a c j e l o g i c z n e O p e r a c j e l o g i c z n e Aa d o w a n i e
i z a p a m i t y w a n i e d a n y c h
Z l i c z a n i e b i t ó w O p e r a c j e n a b i t a c h
P r z e s u w a n i e
Aa d o w a n i e s t a By c h
I n s t r u k c j e s k o k u
i w y w o Ba n i a
p o d p r o g r a m u
Z b i ó r j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 n i e j e s t z u p e Bn i e s y m e t r y c z n y , c h o
w i e l e c z s t o u |y w a n y c h i n s t r u k c j i m o |e b y w y k o n y w a n a p r z e z w i c e j n i | j e d n j e d n o s t k .
T a b l i c a 5 p o k a z u j e j a k i e i n s t r u k c j e w y k o n y w a n e s p r z e z p o s z c z e g ó l n e j e d n o s t k i p r o c e s o r a . N a
e t a p i e t w o r z e n i a k o d u p r o g r a m u t r z e b a p r z y d z i e l i k a |d e j i n s t r u k c j i j e d n o s t k p r o c e s o r a , k t ó r a j
w y k o n a . N a t y m e t a p i e z a p a d a t e | d e c y z j a , k t ó r e i n s t r u k c j e b d w y k o n y w a n e j e d n o c z e [n i e o r a z
u z u p e Bn i a s i k o d p r o g r a m u o i n s t r u k c j e N O P . W s z y s t k i e o p e r a c j e w y k o n y w a n e s n a
a r g u m e n t a c h p o b i e r a n y c h z r e j e s t r ó w p r o c e s o r a . W y n i k d z i a Ba n i a i n s t r u k c j i z a p a m i t y w a n y j e s t
t a k |e w r e j e s t r z e . O d d z i e l o n o o d s i e b i e w t e n s p o s ó b o p e r a c j e d o s t p u d o p a m i c i ( o d c z y t i
z a p i s ) o d w Ba [c i w y c h o p e r a c j i p r z e t w a r z a n i a . Z b i ó r i n s t r u k c j i j e s t z b i o r e m t y p u R I S C 3 0 t z n . |e
o p e r a c j e w y k o n y w a n e p r z e z i n s t r u k c j e s w m i a r p r o s t e i n i e z a l e |n e o d s i e b i e . P o n i e w a |
p r o c e s o r p o s i a d a d u |y z b i ó r u n i w e r s a l n y c h r e j e s t r ó w m o |l i w a j e s t k o n s t r u k c j a k o m p i l a t o r ó w
g e n e r u j c y c h k o d b a r d z o z b l i |o n y d o k o d u o p t y m a l n e g o 3 1 p o d w z g l d e m s z y b k o [c i
p r z e t w a r z a n i a d a n y c h [ 9 ] . S z c z e g ó Bo w l i s t i n s t r u k c j i p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 m o |n a z n a l e z
w [ 1 4 ] . G o d n e p o d k r e [l e n i a s p r z y t y m n a s t p u j c e c e c h y t e j l i s t y :
P r o c e s o r r e a l i z u j e a r y t m e t y k z n a s y c e n i e m .
S p r z t o w o w s p o m a g a r e a l i z a c j a l g o r y t m u d z i e l e n i a l i c z b s t a Bo p r z e c i n k o w y c h .
I n s t r u k c j e z l i c z a n i a n a d m i a r o w y c h b i t ó w z n a k u u Ba t w i a j p r o g r a m o w r e a l i z a c j a r y t m e t y k i
z m i e n n o p r z e c i n k o w e j o r a z s k a l o w a n i e g r u p y l i c z b p o j a w i a j c e s i n p . s t a Bo p r z e c i n k o w y m
a l g o r y t m i e F F T .
I n s t r u k c j e p o r ó w n a n i a u m i e s z c z a j w y n i k ( j e d y n k l u b z e r o ) w r e j e s t r a c h o g ó l n e g o
p r z e z n a c z e n i a p a t r z r y s u n e k 5 .
I n s t r u k c j a A D D 2 ( S U B 2 ) p o z w a l a n a d o d a n i e ( o d j c i e ) z a w a r t o [c i d w ó c h r e j e s t r ó w z
p o m i n i c i e m p r z e n i e s i e n i a z p o z y c j i b i n a r n e j 1 5 n a 1 6 w t e n s p o s ó b j e d n a i n s t r u k c j a
w y k o n u j e d w a d o d a w a n i a ( o d e j m o w a n i a ) l i c z b 1 6 - b i t o w y c h .
3 0 a n g . r e d u c e d i n s t r u c t i o n s e t c o m p u t e r
3 1 P u n k t e m o d n i e s i e n i a s t u a l g o r y t m y k o d o w a n e r c z n i e n a p o z i o m i e a s e m b l e r a .
2 5
P r o c e s o r w y k o n u j e o p e r a c j e n a w y b r a n y c h g r u p a c h b i t ó w e k s t r a k c j a , u s t a w i a n i e ,
z e r o w a n i e .
N a j m n i e j s z a d r e s o w a l n j e d n o s t k d a n y c h j e s t b a j t .
A d r e s o w a n i e o d b y w a s i z w y k o r z y s t a n i e m r e j e s t r ó w o g ó l n e g o p r z e z n a c z e n i a . A d r e s y s
3 2 - b i t o w e . D a j e t o p r z e s t r z e D a d r e s o w 4 G B . A d r e s o w a n i e c y k l i c z n e ( b u f o r y c y k l i c z n e )
m o g b y r e a l i z o w a n e z w y k o r z y s t a n i e m w y b r a n y c h r e j e s t r ó w p a t r z r y s u n e k 5 .
W s z y s t k i e i n s t r u k c j e p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 m o g b y w y k o n y w a n e w a r u n k o w o .
T e s t o w a n a j e s t w t e d y z a w a r t o [ j e d n e g o z r e j e s t r ó w A 1 , A 2 , B 0 , B 1 , B 2 p r z y c z y m z e r o o z n a c z a
t r a d y c y j n i e f a Bs z a w a r t o [ r ó |n a o d z e r a p r a w d . K a |d a z i n s t r u k c j i , n i e z a l e |n i e o d o d t e g o c z y
w a r u n e k j e s t s p e Bn i o n y c z y t e | n i e w c h o d z i w e t a p w y k o n a n i a . D l a i n s t r u k c j i , k t ó r e j w a r u n e k n i e
j e s t s p e Bn i o n y w y n i k d z i a Ba n i a n i e j e s t z a p i s y w a n y d o r e j e s t r u p r z e z n a c z e n i a . P o d o b n i e j e s t w
p r z y p a d k u i n s t r u k c j i z a p i s u w p a m i c i . J e |e l i w a r u n e k n i e j e s t s p e Bn i o n y n i e j e s t u r u c h a m i a n y
m e c h a n i z m d o s t p u d o p a m i c i . I n s t r u k c j e w a r u n k o w e p o z w a l a j n a e l e g a n c k i e k o n s t r u o w a n i e
p t l i i f - e l s e b e z w y k o n y w a n i a i n s t r u k c j i s k o k u 3 2 . W t a b l i c y 6 p o k a z a n y j e s t f r a g m e n t p r o g r a m u
n a p i s a n e g o w j z y k u C . P r o g r a m s k Ba d a s i w Ba [c i w i e z d w ó c h i n s t r u k c j i i f - e l s e :
P i e r w s z a i n s t r u k c j a s p r a w d z a z m i e n n b 2 . J e |e l i j e s t o n a r ó |n a o d z e r a l i c z b
p r z e c h o w y w a n p r z e z z m i e n n a 5 p o w i k s z a s i o l i c z b p r z e c h o w y w a n p r z e z z m i e n n b 4 .
D r u g a i n s t r u k c j a s p r a w d z a z m i e n n a 0 . J e |e l i j e s t r ó w n a z e r o n a s t p u j e o p e r a c j a m n o |e n i a .
W p r z e c i w n y m w y p a d k u z e r o w a n a j e s t z m i e n n a b 0 i i n k r e m e n t o w a n a j e s t z m i e n n a a 5 .
T e n s a m p r o g r a m n a p i s a n y w a s e m b l e r z e p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 p r z e d s t a w i o n y j e s t w t a b l i c y
7 . C a By p r o g r a m s k Ba d a s i z a l e d w i e z j e d n e g o Ba Dc u c h a i n s t r u k c j i w y k o n y w a n y c h w t y m s a m y m
c y k l u z e g a r o w y m 3 3 ( e x e c u t e p a c k e t ) . P i e r w s z e j i n s t r u k c j i p r o g r a m u n a p i s a n e g o w j z y k u C
o d p o w i a d a p i e r w s z a i n s t r u k c j a p r o g r a m u a s e m b l e r o w e g o w a r u n k o w a a k u m u l a c j a z a w a r t o [c i
r e j e s t r u B 4 w r e j e s t r z e A 5 . P o z o s t a Be t r z y i n s t r u k c j e a s e m b l e r o w e r e a l i z u j d r u g i n s t r u k c j
i f - e l s e . W s z y s t k i e t r z y i n s t r u k c j e b d w y k o n y w a n e j e d n o c z e [n i e a l e z e w z g l d u n a w z a j e m n i e
w y k l u c z a j c e s i w a r u n k i z o s t a n i e u t r w a l o n y t y l k o w y n i k r e a l i z a c j i p i e r w s z e j z n i c h ( c z [ i f
i n s t r u k c j i w j z y k u C ) a l b o w y n i k d z i a Ba n i a p o z o s t a By c h d w ó c h ( c z [ e l s e i n s t r u k c j i w j z y k u
C ) . N i e m a t u |a d n y c h s k o k ó w i z w i z a n y c h z t y m o p ó zn i e D.
T a b l i c a 6 . P r z y k Ba d o w y f r a g m e n t p r o g r a m u w j z y k u C z a w i e r a j c y i n s t r u k c j e i f - e l s e
i f ( b 2 ) a 5 + = b 4 ;
i f ( a 0 ) b 0 = a 0 * ( u n s i g n e d ) ( b 1 > > 1 6 ) ;
e l s e
{
b 0 = 0 ;
a 5 + = 1 ;
}
3 2 E f e k t y w n y c z a s w y k o n a n i a i n s t r u k c j i s k o k u w a r u n k o w e g o w p r z y p a d k u p r o c e s o r a z
r o z b u d o w a n y m p r z e t w a r z a n i e m p o t o k o w y m ( a t a k i m p r o c e s o r e m j e s t T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 ) m o |e b y
r ó w n y n a w e t k i l k u d z i e s i c i u o k r e s o m s e g a r a t a k t u j c e g o .
3 3 W a s e m b l e r z e k o l e j n e i n s t r u k c j e Bc z o n e s w Ba Dc u c h y z a p o m o c d w ó c h p i o n o w y c h
k r e s e k | | w s t a w i o n y c h m i d z y Bc z o n e i n s t r u k c j e .
2 6
T a b l i c a 7 . R e a l i z a c j a i n s t r u k c j i i f - e l s e w a s e m b l e r z e p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
[ B 2 ] A D D . L 1 X A 5 , B 4 , A 5
| | [ A 0 ] M P Y L S H U . M 2 X A 0 , B 1 , B 0
| | [ ! A 0 ] Z E R O . S 1 B 0
| | [ ! A 0 ] A D D . D 1 A 5 , 1 , A 5
6 . 2 P o t o k i n s t r u k c j i
O g r a n i c z e n i a w s p ó Bc z e s n e j s u b m i k r o n o w e j t e c h n o l o g i i e l e k t r o n o w e j [ 1 5 ] s k Ba n i a j
k o n s t r u k t o r ó w d o t w o r z e n i a p r o c e s o r ó w o b a r d z o r o z w i n i t y m p r z e t w a r z a n i u p o t o k o w y m . T a k
t e | j e s t w p r z y p a d k u p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 . P r z e t w a r z a n i e p o t o k o w e s k Ba d a s i z t r z e c h
z a s a d n i c z y c h e t a p ó w :
P o b r a n i e i n s t r u k c j i o b e j m u j c e c z t e r y p o d e t a p y c y k l e z e g a r o w e :
Ò! g e n e r o w a n i e a d r e s u n a s t p n e j l i n i i i n s t r u k c j i l u b w y l i c z e n i e a d r e s u i n s t r u k c j i s k o k u ;
Ò! p r z e k a z a n i e a d r e s u d o p a m i c i p r o g r a m u ;
Ò! s p r a w d z e n i e c z y p o b i e r a n a l i n i a z a p i s a n a j e s t w p a m i c i n o t a t n i k o w e j ; j e |e l i p o b r a n i e l i n i i
i n s t r u k c j i w y m a g a s i g n i c i a d o p a m i c i z e w n t r z n e j w s t r z y m y w a n e j e s t p r z e t w a r z a n i e
c a Be g o p o t o k u i n s t r u k c j i n a c z a s p o t r z e b n y d l a p o b r a n i a i n s t r u k c j i z p a m i c i z e w n t r z n e j ;
j e s t t o j e d y n y p r z y p a d e k k i e d y w s t r z y m y w a n y j e s t c a By p o t o k i n s t r u k c j i ;
Ò! p r z e k a z a n i e p o b r a n e j i n s t r u k c j i j e d n o s t c e c e n t r a l n e j .
D e k o d o w a n i e i n s t r u k c j i , k t ó r e r e a l i z o w a n e j e s t w d w ó c h p o d e t a p a c h :
Ò! w p o b r a n e j l i n i i i n s t r u k c j i w y d z i e l a n e s Ba Dc u c h y i n s t r u k c j i w y k o n y w a n y c h r ó w n o l e g l e
( e x e c u t e p a c k e t s ) ;
Ò! d e k o d o w a n i e k o l e j n y c h Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i i p r z e k a z y w a n i e i c h o d p o w i e d n i m
j e d n o s t k o m w c e l u r e a l i z a c j i ; d e k o d o w a n i e k a |d e g o Ba Dc u c h a i n s t r u k c j i t r w a j e d e n c y k l
z e g a r o w y i d o p ó k i n i e z o s t a n z d e k o d o w a n e w s z y s t k i e Ba Dc u c h y t w o r z c e l i n i
w s t r z y m u j e s i p o b i e r a n i e k o l e j n y c h l i n i i i n s t r u k c j i .
W y k o n a n i e i n s t r u k c j i t a c z [ p o t o k u z a w i e r a p i e t a p ó w 3 4 p r z e t w a r z a n i a E 1 - E 5 .
W y k o n y w a n i e w i k s z o [c i i n s t r u k c j i k o Dc z y s i j e d n a k j u | p o p i e r w s z y m e t a p i e t a k , j a k
i l u s t r u j e t o t a b e l a 8 . T a b e l a u w z g l d n i a :
Ò! r e s u l t l a t e n c y l i c z b a c y k l i z e g a r o w y c h n i e z b d n y c h d l a u k o Dc z e n i a i n s t r u k c j i ;
Ò! d e l a y s l o t s o p ó zn i e n i e l i c z b a Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i , n a s t p u j c y c h p o z a d a n e j
i n s t r u k c j i X , d l a k t ó r y c h w y n i k d z i a Ba n i a i n s t r u k c j i X j e s t j e s z c z e n i e d o s t p n y ; o p ó zn i e n i e
j e s t z a w s z e r ó w n e l i c z b i e c y k l i z e g a r o w y c h n i e z b d n y c h d l a u k o Dc z e n i a i n s t r u k c j i m i n u s
j e d e n ;
Ò! f u n c t i o n a l u n i t l a t e n c y c z a s , l i c z o n y w c y k l a c h z e g a r o w y c h , p o u p By w i e k t ó r e g o
j e d n o s t k a r e a l i z u j c a i n s t r u k c j m o |e p o d j w y k o n y w a n i e n a s t p n e j i n s t r u k c j i ; d l a
3 4 Z m i e n n o p r z e c i n k o w y p r o c e s o r T M S 3 2 0 C 6 7 0 1 o a r c h i t e k t u r z e V e l o c i T I p o t r z e b u j e
n a w e t d o d z i e s i c i u e t a p ó w w c e l u z a k o Dc z e n i a i n s t r u k c j i a r y t m e t y c z n y c h p o d w ó j n e j p r e c y z j i .
2 7
p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 c z a s t e n z a w s z e w y n o s i j e d e n c o o z n a c z a , |e w k a |d y m c y k l u
z e g a r o w y m k a |d a j e d n o s t k a m o |e r o z p o c z r e a l i z a c j k o l e j n e j i n s t r u k c j i 3 5 .
T a b l i c a 8 w s k a z u j e , |e n a j w i k s z e o p ó zn i e n i e w y s t p u j e p o d c z a s r e a l i z a c j i i n s t r u k c j i s k o k u .
W i s t o c i e i n s t r u k c j a s k o k u r e a l i z o w a n a j e s t j u | w p i e r w s z y m c y k l u E 1 e t a p u w y k o n a n i a i
p o w o d u j e z m i a n a d r e s u l i n i i i n s t r u k c j i , k t ó r a b d z i e p o b i e r a n a . P o t o k i n s t r u k c j i a n i n i e j e s t
w s t r z y m y w a n y , a n i n i e j e s t u n i e w a |n i a n y . P o w o d u j e t o , |e j e s z c z e p i Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i
( e x e c u t e p a c k e t s ) p o b r a n y c h p o i n s t r u k c j i s k o k u b d z i e w y k o n a n y c h z a n i m n a s t p i w y k o n a n i e
p i e r w s z e j i n s t r u k c j i w s k a z y w a n e j p r z e z a r g u m e n t i n s t r u k c j i s k o k u . J e d n y m s Bo w e m p r o c e s o r
T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 d y s p o n u j e j e d y n i e i n s t r u k c j s k o k u z o p ó zn i e n i e m , a o p ó zn i e n i e w y n o s i p i
c y k l i z e g a r o w y c h ( i n s t r u k c j i , Ba Dc u c h ó w i n s t r u k c j i ) . W k a |d y m Ba Dc u c h u i n s t r u k c j i m o g
p o j a w i s i d w i e i n s t r u k c j e s k o k u j e d n a w y k o n y w a n a p r z e z j e d n o s t k S 1 , a d r u g a p r z e z
j e d n o s t k S 2 . P r o c e s o r z a c h o w a s i w s p o s ó b p r z e w i d y w a l n y j e d y n i e w t e d y , g d y o b i e i n s t r u k c j e
s i n s t r u k c j a m i w a r u n k o w y m i , a w a r u n k i w z a j e m n i e s i w y k l u c z a j .
T a b l i c a 8 . C z a s r e a l i z a c j i i n s t r u k c j i p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
I n s t r u k c j a R e s u l t D e l a y F u n c t i o n a l u n i t
l a t e n c y s l o t s l a t e n c y
I n s t r u k c j e m n o |e n i a : M P Y , S M P Y 2 1 1
I n s t r u k c j a Ba d o w a n i a d a n y c h : L D ( B , H , W , D ) 5 4 1
I n s t r u k c j a s k o k u : B 6 5 1
W s z y s t k i e p o z o s t a Be i n s t r u k c j e 1 0 1
I n s t r u k c j a p o b r a n i a d a n y c h z p a m i c i ( L D ) j e s t j e d y n i n s t r u k c j p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 ,
k t ó r a w y m a g a n a e t a p i e r e a l i z a c j i p i c i u c y k l i z e g a r o w y c h E 1 - E 5 . W e t a p i e E 1 o b l i c z a n y j e s t
a d r e s a r g u m e n t u ; w e t a p i e E 2 a d r e s p r z e k a z y w a n y j e s t d o p o d s y s t e m u p a m i c i ; w e t a p i e E 3
p r o c e s o r s p r a w d z a c z y a r g u m e n t z n a j d u j e s i w p a m i c i n o t a t n i k o w e j , a j e |e l i n i e c a By p o t o k
i n s t r u k c j i w s t r z y m y w a n y j e s t w c e l u r e a l i z a c j i d o s t p u d o z e w n t r z n e j p a m i c i R A M ; w e t a p i e
E 4 d a n e p r z e k a z y w a n e s z p o d s y s t e m u p a m i c i d o w Ba [c i w e j j e d n o s t k i c e n t r a l n e j ; w e t a p i e E 5
n a s t p u j e z a p i s a n i e d a n y c h w r e j e s t r z e . Z e w z g l d u n a o p i s a n y m e c h a n i z m d l a c z t e r e c h i n s t r u k c j i
( e x e c u t e p a c k e t s ) n a s t p u j c y c h p o i n s t r u k c j i L D d a n e p o b i e r a n e p r z e z i n s t r u k c j L D n i e s
j e s z c z e d o s t p n e . N a t o m i a s t m o d y f i k a c j e r e j e s t r u s Bu |c e g o d o a d r e s o w a n i a w i d o c z n e s j u | d l a
n a s t p n e j i n s t r u k c j i p o i n s t r u k c j i L D . I n s t r u k c j a z a p i s y w a n i a w p a m i c i ( S T ) r e a l i z o w a n a j e s t w
c i g u t r z e c h c y k l i z e g a r o w y c h E 1 - E 3 . W e t a p i e E 1 o b l i c z a n y j e s t a d r e s a r g u m e n t u ; w e t a p i e E 2
a d r e s p r z e k a z y w a n y j e s t d o p o d s y s t e m u p a m i c i ; w e t a p i e E 3 d a n e p r z e k a z y w a n e s d o
p o d s y s t e m u p a m i c i . D z i k i o d p o w i e d n i e j k o n s t r u k c j i p o d s y s t e m u p a m i c i w y d a j e s i , |e
k o m b i n a c j a i n s t r u k c j i S T i L D w y k o n y w a n a j e s t z a w s z e t a k j a k g d y b y n i e i s t n i a By j a k i e k o l w i e k
o p ó zn i e n i a w i c h w y k o n a n i u . M o |l i w e s b o w i e m t y l k o t r z y s y t u a c j e [ 1 4 ] :
B e z p o [r e d n i o p o i n s t r u k c j i Ba d o w a n i a ( L D ) z k o m ó r k i p a m i c i o a d r e s i e X w y s t p u j e
i n s t r u k c j a s k Ba d o w a n i a ( S T ) d o t e j s a m e j k o m ó r k i X . K i e d y i n s t r u k c j a S T z n a j d u j e s i n a
e t a p i e E 3 w y k o n a n i a i z a p i s y w a n e d a n e p r z e k a z y w a n e s d o p o d s y s t e m u p a m i c i
i n s t r u k c j a L D j e s t n a e t a p i e w y k o n y w a n i a E 4 i o d c z y t y w a n e d a n e d o s t a r c z a n e s d o
3 5 C z a s t e n m o |e b y w i k s z y d l a i n n y c h p r o c e s o r ó w n a l e |c y c h d o r o d z i n y o
a r c h i t e k t u r z e V e l o c i T I .
2 8
j e d n o s t k i c e n t r a l n e j . W r e z u l t a c i e s t a r e d a n e z k o m ó r k i o a d r e s i e X s Ba d o w a n e d o
r e j e s t r u , a n o w e d a n e ( p o c h o d z c e z p r o c e s o r a ) z a p i s y w a n e d o k o m ó r k i X .
B e z p o [r e d n i o p o i n s t r u k c j i s k Ba d o w a n i a ( S T ) w k o m ó r c e p a m i c i o a d r e s i e X w y s t p u j e
i n s t r u k c j a Ba d o w a n i a ( L D ) z t e j s a m e j k o m ó r k i X . K i e d y i n s t r u k c j a S T z n a j d u j e s i n a
e t a p i e E 3 w y k o n a n i a i n o w e d a n e p r z e k a z y w a n e s d o p o d s y s t e m u p a m i c i i n s t r u k c j a L D
j e s t n a e t a p i e w y k o n y w a n i a E 2 i d o p o d s y s t e m u p a m i c i p r z e k a z y w a n y j e s t d o p i e r o a d r e s
a r g u m e n t u i n s t r u k c j i L D . W r e z u l t a c i e n o w e d a n e z a p i s y w a n e s w k o m ó r c e o a d r e s i e X i
t e s a m e d a n e Ba d o w a n e s d o r e j e s t r u p r o c e s o r a .
I n s t r u k c j a L D Ba d o w a n i a z k o m ó r k i o a d r e s i e X j e s t w y k o n y w a n a r ó w n o l e g l e ( p o Bc z o n a
w Ba Dc u c h ) z i n s t r u k c j s k Ba d o w a n i a S T w t e j s a m e j k o m ó r c e . W r e z u l t a c i e w y k o n a n i a
t y c h i n s t r u k c j i s t a r a w a r t o [ z p a m i c i z a p i s a n a z o s t a j e w r e j e s t r z e p r o c e s o r a , a n o w a
w a r t o [ ( p o c h o d z c a z p r o c e s o r a ) z a p i s a n a w k o m ó r c e X .
6 . 3 P r z e r w a n i a
P r o c e s o r T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 m a m o |l i w o [ r e a k c j i n a 1 4 p r z e r w a D. S t o : z e r o w a n i e p r o c e s o r a
R E S E T , p r z e r w a n i e n i e m a s k o w a n e N M I , 1 2 p r z e r w a D m a s k o w a n y c h I N T 4 - I N T 1 5 . yr ó d Be m
d w ó c h p i e r w s z y c h p r z e r w a D s z a w s z e s y g n a By d o p r o w a d z o n e d o w y p r o w a d z e D z e w n t r z n y c h
p r o c e s o r a . C z [ p r z e r w a D m a s k o w a n y c h w y k o r z y s t y w a n y c h j e s t p r z e z u r z d z e n i a p e r y f e r y j n e
z i n t e g r o w a n e w r a z z p r o c e s o r e m z a [ p o z o s t a Be m o g p o c h o d z i o d u r z d z e D z e w n t r z n y c h .
K a |d e m u p r z e r w a n i u p r z y p i s a n y j e s t p r i o r y t e t . N a j b a r d z i e j u p r z y w i l e j o w a n e j e s t z e r o w a n i e
p r o c e s o r a , n a s t p n i e p r z e r w a n i e n i e m a s k o w a n e i p r z e r w a n i a m a s k o w a n e d l a k t ó r y c h s t o p i e D
u p r z y w i l e j o w a n i a m a l e j e w r a z z e w z r o s t e m n u m e r u t z n . n a j b a r d z i e j u p r z y w i l e j o w a n y m w [r ó d
p r z e r w a D m a s k o w a n y c h j e s t p r z e r w a n i e I N T 4 a n a j m n i e j u p r z y w i l e j o w a n y m j e s t p r z e r w a n i e
I N T 1 5 .
Z e r o w a n i e p r o c e s o r a o d b y w a s i n i e z a l e |n i e o d j e g o s t a n u w e w n t r z n e g o . O b s Bu g
p r z e r w a n i a n i e m a s k o w a n e g o m o |e u n i e m o |l i w i j e d n a z p o n i |s z y c h o k o l i c z n o [c i :
A k t u a l n i e o b s Bu g i w a n e j e s t p r z e r w a n i e n i e m a s k o w a n e , k t ó r e p o j a w i Bo s i w c z e [n i e j .
W Ba [n i e w y k o n a n a z o s t a Ba i n s t r u k c j a s k o k u . P r o c e s o r b l o k u j e a u t o m a t y c z n i e s y s t e m
p r z e r w a D n a p i t a k t ó w z e g a r o w y c h 3 6 a b y p r a w i d Bo w o z a k o Dc z y w y k o n y w a n i e
i n s t r u k c j i , k t ó r e z n a l a z By s i j u | w p o t o k u 3 7 .
O b s Bu g p r z e r w a n i a m a s k o w a n e g o m o |e u n i e m o |l i w i j e d n a z p o n i |s z y c h o k o l i c z n o [c i :
A k t u a l n i e o b s Bu g i w a n e j e s t p r z e r w a n i e n i e m a s k o w a n e , k t ó r e p o j a w i Bo s i w c z e [n i e j .
W Ba [n i e w y k o n a n a z o s t a Ba i n s t r u k c j a s k o k u i s y s t e m p r z e r w a D p r o c e s o r a j e s t
z a b l o k o w a n y n a o k r e s p i c i u t a k t ó w z e g a r o w y c h .
P r o g r a m o w o z a b l o k o w a n o o b s Bu g w s z y s t k i c h p r z e r w a D m a s k o w a n y c h p r z e z
w y z e r o w a n i e b i t u G I E ( a n g . g l o b a l i n t e r r u p t e n a b l e ) w r e j e s t r z e s t e r u j c y m p r a c
p r o c e s o r a C S R ( a n g . c o n t r o l s t a t u s r e g i s t e r ) .
P r o g r a m o w o z a m a s k o w a n o o b s Bu g z g Ba s z a n e g o p r z e r w a n i a p r z e z w p i s a n i e d o r e j e s t r u
m a s e k I E R ( a n g . i n t e r r u p t e n a b l e r e g i s t e r ) z e r a n a p o z y c j i o d p o w i a d a j c e j z g Ba s z a n e m u
p r z e r w a n i u .
3 6 N a w e t j e |e l i w y k o n a n i e i n s t r u k c j i s k o k u w a r u n k o w e g o n i e d o s z Bo d o s k u t k u .
3 7 P r z e r w a n i e k t ó r e j k o l w i e k z p i c i u i n s t r u k c j i ( e x e c u t e p a c k e t s ) n a s t p u j c y h p o
i n s t r u k c j i s k o k u p o w o d u j e , |e [l a d z a c h o w y w a n y p r z e z p r o c e s o r p o d c z a s p r z e c h o d z e n i a d o
p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a n i e p o z w a l a n a o d t w o r z e n i e s t a n u p o t o k u p r z e d p r z e r w a n i e m .
2 9
Z g Bo s z e n i e p r z e r w a n i a p o l e g a n a p r z e j [c i u z e w n t r z n e g o s y g n a Bu z g Bo s z e n i a p r z e r w a n i a z e s t a n u
n i s k i e g o d o s t a n u w y s o k i e g o . P r o c e s o r w y k r y w a p o j a w i e n i e s i s y g n a Bu |d a n i a p r z e r w a n i a w
c z a s i e n i e p r z e k r a c z a j c y m t r z e c h c y k l i z e g a r o w y c h . W t y m c z a s i e s p r a w d z a s i c z y m o |e z o s t a
p o d j t e w y k o n y w a n i e p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a t z n . c z y s y s t e m p r z e r w a D j e s t a k t y w n y , c z y
p r z e r w a n i e n i e j e s t z a m a s k o w a n e i t d . J e |e l i p r o c e d u r a o b s Bu g i z g Ba s z a n e g o p r z e r w a n i a m o |e b y
p o d j t a t o :
B l o k o w a n e j e s t p r z y j m o w a n i e d a l s z y c h p r z e r w a D.
U n i e w a |n i a n e s w s z y s t k i e i n s t r u k c j e z n a j d u j c e s i w p o t o k u , k t ó r e n i e d o s z By j e s z c z e
d o e t a p u w y k o n a n i a .
D o r e j e s t r u I R P ( a n g . i n t e r r u p t r e t u r n p o i n t e r ) w p i s y w a n y j e s t a d r e s n a j s t a r s z e j z
u n i e w a |n i o n y c h i n s t r u k c j i . P o w r ó t z p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a p o l e g a n a w y k o n a n i u
s k o k u d o i n s t r u k c j i w s k a z y w a n e j p r z e z r e j e s t r I R P .
W r e j e s t r z e I F R ( a n g . i n t e r r u p t f l a g r e g i s t e r ) u s t a w i a n y j e s t b i t o d p o w i a d a j c y
z g Ba s z a n e m u p r z e r w a n i u .
W n a s t p n y m c y k l u z e g a r o w y m :
W p o t o k u i n s t r u k c j i w y m u s z a n y j e s t s k o k d o p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a .
N a z e w n t r z u a k t y w n i a n y j e s t s y g n a B I A C K s y g n a l i z u j c y u r z d z e n i o m z e w n t r z n y m , |e
p r o c e s o r p o d j B o b s Bu g z g Bo s z o n e g o p r z e r w a n i a .
J e s z c z e j e d e n c y k l z e g a r o w y p ó zn i e j z e r o w a n a j e s t f l a g a w r e j e s t r z e I F R o d p o w i a d a j c a
o b s Bu g i w a n e m u p r z e r w a n i u . W r e z u l t a c i e o d c h w i l i z g Bo s z e n i a p r z e r w a n i a d o c h w i l i r o z p o c z c i a
e t a p u E 1 p i e r w s z e j i n s t r u k c j i p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a u p By w a 1 1 c y k l i z e g a r o w y c h c z y l i
z a l e d w i e 5 5 n s . P r o c e s o r n i e w s p o m a g a s p r z t o w o z a g n i e |d |a n i a p r z e r w a D.
P r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a D t w o r z t a b l i c w e k t o r ó w p r z e r w a D. T a b l i c a w e k t o r ó w p r z e r w a D
m o |e z o s t a u m i e s z c z o n a ( p r a w i e ) g d z i e k o l w i e k w p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j p r o g r a m u . K a |d e m u z
p r z e r w a D o d p o w i a d a w t a b l i c y j e d n a 2 5 6 - b i t o w a p r o c e d u r a o b s Bu g i t w o r z c a j e d n l i n i
i n s t r u k c j i ( f e t c h p a c k e t ) . J e |e l i t a k k r ó t k a p r o c e d u r a o b s Bu g i p r z e r w a n i a j e s t n i e w y s t a r c z a j c a
n a l e |y w y k o n a s k o k d o w Ba [c i w e j p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a . N a l e |y p a m i t a , |e k a |d y
s k o k , w t y m s k o k r e a l i z u j c y p o w r ó t z p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a , w y k o n y w a n y j e s t z
o p ó zn i e n i e m .
B l o k o w a n i e s y s t e m u p r z e r w a D p o w y k o n a n i u i n s t r u k c j i s k o k u p o w o d u j e , |e c i a s n e p t l e
p r o g r a m o w e , k t ó r y c h r o z m i a r n i e p r z e k r a c z a p i c i u i n s t r u k c j i ( e x e c u t e p a c k e t s ) n i e m o g b y
p r z e r w a n e . P o d c z a s r e a l i z a c j i t a k i e j p t l i p o w y k o n a n i u i n s t r u k c j i s k o k u p o t o k i n s t r u k c j i z a w i e r a
z a w s z e n a s t p n i n s t r u k c j s k o k u . W p r o g r a m a c h r e a l i z u j c y c h a l g o r y t m y c y f r o w e g o
p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w t a k i e c i a s n e i c z a s o c h Bo n n e p t l e p o j a w i a j s i b a r d z o c z s t o . A b y
u m o |l i w i o b s Bu g p r z e r w a D p t l t a k n a l e |y s z t u c z n i e p o w i k s z y t a k a b y z a w i e r a Ba
p r z y n a j m n i e j s z e [ i n s t r u k c j i . W t y m c e l u m o |n a p o s Bu |y s i w i e l o e t a p o w i n s t r u k c j N O P .
A r g u m e n t e m t e j i n s t r u k c j i j e s t l i c z b a c y k l i z e g a r o w y c h p o t r z e b n y c h n a j e j r e a l i z a c j .
A r c h i t e k t u r a p r o c e s o r a n a k Ba d a p e w n e o g r a n i c z e n i a n a s p o s ó b p i s a n i a p r o g r a m ó w , k t ó r e m o g
b y p r z e r w a n e w c e l u o b s Bu |e n i a p r z e r w a n i a . P r z y k Ba d e m p a t o l o g i c z n e g o p o d t y m w z g l d e m
p r o g r a m u m o |e b y t e n z a m i e s z c z o n y w p i e r w s z e j c z [c i t a b l i c y 9 . I n s t r u k c j a L D p o b i e r a z
p a m i c i d a n e i u m i e s z c z a j e w r e j e s t r z e A 1 . Z e w z g l d u n a o p i s a n e w c z e [n i e j o p ó zn i e n i a w
r e a l i z a c j i i n s t r u k c j i L D d a n e t e b d d o s t p n e d o p i e r o d l a i n s t r u k c j i m n o |e n i a M P Y . W
m i d z y c z a s i e p r o g r a m i s t a s k o r z y s t a B z e s t a r e j z a w a r t o [c i r e j e s t r u A 1 . W o b e c n o [c i p r z e r w a D
p r o g r a m m o |e d z i a Ba z u p e Bn i e i n a c z e j . Z a Bó |m y , |e p r z e r w a n i e n a s t p i p o p r z e k a z a n i u i n s t r u k c j i
L D d o w y k o n a n i a a p r z e d r o z p o c z c i e m w y k o n y w a n i a i n s t r u k c j i d o d a w a n i a . P o p o w r o c i e z
p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a w r e j e s t r z e A 1 b d z i e j u | n o w a w a r t o [ p o b r a n a p r z e z i n s t r u k c j
3 0
L D . P o p r a w n a p o s t a p r o g r a m u z n a j d u j e s i w d r u g i e j c z [c i t a b l i c y 9 . I n s t r u k c j a L D z a p i s u j e
p o b r a n e d a n e d o r e j e s t r u A 6 i e w e n t u a l n e p r z e r w a n i e n i e w p By w a n a s p o s ó b d z i a Ba n i a p r o g r a m u .
T a b l i c a 9 . W p By w p r z e r w a D n a p o p r a w n o [ d z i a Ba n i a p r o g r a m u r e a l i z o w a n e g o p r z e z p r o c e s o r
T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
;
; P r o g r a m d z i a Ba j c y w a d l i w i e w o b e c n o [c i p r z e r w a D
;
L D W . D 1 * A 0 , A 1 ; A 1 < - [ A 0 ]
A D D . L 1 A 1 , A 2 , A 3 ; A 3 < - A 2 + A 1 ( s t a r e )
N O P 3 ; o d c z e k a j t r z y c y k l e z e g a r o w e
M P Y . M 1 A 1 , A 4 , A 5 ; A 5 < - A 4 * A 1 ( n o w e )
.
.
.
;
; P r o g r a m d z i a Ba j c y p o p r a w n i e w o b e c n o [c i p r z e r w a D
;
L D W . D 1 * A 0 , A 6 ; A 6 < - [ A 0 ]
A D D . L 1 A 1 , A 2 , A 3 ; A 3 < - A 2 + A 1
N O P 3 ; o d c z e k a j t r z y c y k l e z e g a r o w e
M P Y . M 1 A 6 , A 4 , A 5 ; A 5 < - A 4 * A 6
.
.
.
6 . 4 P a m i
P r z e s t r z e D a d r e s o w a p r o g r a m u o r a z p r z e s t r z e D a d r e s o w a d a n y c h s w u k Ba d z i e T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
r o z d z i e l o n e . R a z e m z j e d n o s t k c e n t r a l n z i n t e g r o w a n o 6 4 K b a j t ó w p a m i c i p r o g r a m u . P a m i
t a m o |e p o m i e [c i 1 6 K i n s t r u k c j i a l b o 2 K l i n i i p r o g r a m u ( f e t c h p a c k e t s ) . J e |e l i w e w n t r z n a
p a m i p r o g r a m u j e s t z d e c y d o w a n i e z a m a Ba d l a r e a l i z a c j i z a d a D p o s t a w i o n y c h p r z e d s y s t e m e m
m o |n a j s k o n f i g u r o w a j a k o p a m i n o t a t n i k o w [ 1 8 ] .
U k Ba d T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 z a w i e r a t a k |e 6 4 K b a j t y p a m i c i d a n y c h . P a m i d a n y c h p o d z i e l o n a
j e s t n a d w a 3 2 K b a j t o w e b l o k i u m i e s z c z o n e j e d e n z a d r u g i m w p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j d a n y c h .
K a |d y z b l o k ó w p o d z i e l o n y j e s t n a c z t e r y b a n k i p a m i c i o d Bu g o [c i s Bo w a 1 6 b i t ó w i p r a c u j c e z
p r z e p l o t e m [ 2 ] , [ 1 ] . W t e n s p o s ó b w w i k s z o [c i p r z y p a d k ó w m o |l i w y j e s t j e d n o c z e s n y d o s t p d o
p a m i c i d w ó c h u p r a w n i o n y c h d o t e g o j e d n o s t e k w y k o n a w c z y c h D 1 i D 2 ( o r a z k o n t r o l e r a
D M A ) . K o n f l i k t p o w s t a j e j e d y n i e w t e d y , g d y o b i e j e d n o s t k i w t y m s a m y m c y k l u z e g a r o w y m
u s i Bu j s i d o s t a d o t e g o s a m e g o b a n k u p a m i c i c o i l u s t r u j e t a b l i c a 1 0 . W t y m p r z y p a d k u
p r z e t w a r z a n i e z o s t a j e z a t r z y m a n e 0 n a j e d e n d o d a t k o w y t a k t z e g a r o w y t a k , a b y u m o |l i w i d w a
k o l e j n e d o s t p y d o t e g o s a m e g o b a n k u p a m i c i . J e |e l i d o j d z i e d o k o n f l i k t u p o m i d z y i n s t r u k c j
Ba d o w a n i a L D i i n s t r u k c j s k Ba d o w a n i a S T z a w s z e n a j p i e r w w y k o n y w a n a j e s t i n s t r u k c j a
Ba d o w a n i a L D .
3 1
T a b l i c a 1 0 . S c h e m a t k o n f l i k t ó w p o d c z a s d o s t p u d o w e w n t r z n e j p a m i c i d a n y c h p r o c e s o r a
T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
D 1 b a j t P ó s o w o s o w o
D 2 L S B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0
a d r e s u 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0
0 0 0
b a j t
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
p ó s o w o
0 1 0
1 0 0
1 1 0
0 0 0
s o w o
1 0 0
Z a c i e n i o w a n e p o l e o z n a c z a k o n f l i k t
D o s t p d o z e w n t r z n e j p a m i c i p r o g r a m u i d o z e w n t r z n e j p a m i c i d a n y c h r e a l i z o w a n y j e s t
z a p o [r e d n i c t w e m s p e c j a l i z o w a n e g o u k Ba d u s t e r u j c e g o o n a z w i e E M I F ( a n g . e x t e r n a l m e m o r y
i n t e r f a c e ) . P o z w a l a o n n a :
D o Bc z e n i e d o u k Ba d u p r o c e s o r a s z e r o k i e j g a m y p a m i c i R A M .
S z c z y t o w s z y b k o [ p r z e s y Ba n i a d a n y c h p o m i d z y p a m i c i z e w n t r z n a p r o c e s o r e m
r ó w n 8 0 0 M b a j t ó w / s .
M o |l i w o [ z a a d r e s o w a n i a d o 5 2 M b a j t ó w p a m i c i . P a m i c i p o d z i e l o n e s n a c z t e r y b l o k i
( a n g . c h i p - e n a b l e s p a c e ) . T r z y z n i c h m o g z a w i e r a d o 1 6 M b a j t ó w p a m i c i , a c z w a r t y 4
M b a j t y p a m i c i .
A d r e s o w a n i e p o j e d y n c z y c h b a j t ó w .
M o |l i w o [ p o b i e r a n i a d a n y c h z p a m i c i R O M o o r g a n i z a c j i o [m i o i s z e s n a s t o b i t o w e j .
W s p ó Bd z i e l e n i e p a m i c i z i n n y m i p r o c e s o r a m i .
3 2
U k Ba d E M I F p o z w a l a n a d o Bc z a n i e r ó |n y c h t y p ó w p a m i c i R A M b e z k o n i e c z n o [c i s t o s o w a n i a
d o d a t k o w y c h u k Ba d ó w l o g i c z n y c h . W s z c z e g ó l n o [c i d o t y c z y t o :
S y n c h r o n i c z n e j , s t a t y c z n e j p a m i c i R A M p r a c u j c e j w t r y b i e z a k Ba d k o w a n i a
( S B B S R A M ) . C z s t o t l i w o [ z e g a r a t a k t u j c e g o m o |e b y r ó w n a c z s t o t l i w o [c i z e g a r a
t a k t u j c e g o p r o c e s o r l u b d w u k r o t n i e n i |s z a .
S y n c h r o n i c z n e j d y n a m i c z n e j p a m i c i R A M ( S D R A M ) t a k t o w a n e j z e g a r e m o
c z s t o t l i w o [c i r ó w n e j p o Bo w i e c z s t o t l i w o [c i z e g a r a p r o c e s o r a . U k Ba d E M I F z a p e w n i a
w Ba [c i w e o d [w i e |a n i e p a m i c i .
W s z e l k i e g o r o d z a j u p a m i c i a s y n c h r o n i c z n e S R A M , R O M , f l a s h i t d . I s t n i e j e m o |l i w o [
p r o g r a m o w e j z m i a n y l i c z b y c y k l i o c z e k i w a n i a n a g o t o w o [ p a m i c i .
N a j m n i e j s z a d r e s o w a l n p o r c j p a m i c i j e s t j e d e n b a j t . Z p a m i c i p o b i e r a m o |n a b a j t y ,
p ó Bs Bo w a ( 2 b a j t y ) i s Bo w a ( 4 b a j t y ) . A d r e s k a |d e g o p ó Bs Bo w a m u s i b y p a r z y s t y , a a d r e s k a |d e g o
s Bo w a m u s i b y p o d z i e l n y p r z e z c z t e r y . D o p a m i c i m o g s i g a t y l k o d w i e i n s t r u k c j e :
Ba d o w a n i e L D i s k Ba d o w a n i e S T . I n s t r u k c j e t e m o g b y w y k o n a n e t y l k o p r z e z j e d n o s t k D 1 l u b
D 2 . D o s t p n e j e s t t y l k o a d r e s o w a n i e p o [r e d n i e p r z e z r e j e s t r z i n d e k s o w a n i e m . yr ó d Be m i n d e k s u
m o |e b y r e j e s t r w e w n t r z n y p r o c e s o r a , k r ó t k a 5 - b i t o w a s t a Ba l u b s t a Ba 1 6 - b i t o w a . R e j e s t r
s Bu |c y d o a d r e s o w a n i a m o |e b y i n k r e m e n t o w a n y ( d e k r e m e n t o w a n y ) p r z e d l u b p o w y k o n a n i u
d o s t p u d o p a m i c i . A d r e s u j c z w y k o r z y s t a n i e m r e j e s t r ó w A 4 - A 7 l u b B 4 - B 7 m o |n a
z o r g a n i z o w a b u f o r y c y k l i c z n e .
6 . 5 P e r y f e r i a
P r o c e s o r y z r o d z i n y T M S 3 2 0 C 6 2 x x i n t e g r o w a n e s w r a z z p e w n l i c z b u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h .
P o n i |e j p r z e d s t a w i o n y j e s t k r ó t k i i c h p r z e g l d .
6 . 5 . 1 K o n t r o l e r D M A [ 9 ]
K o n t r o l e r D M A p o z w a l a n a p r z e p r o w a d z e n i e t r a n s m i s j i d a n y c h m i d z y d w o m a o b s z a r a m i
p a m i c i l u b p o m i d z y p a m i c i a u r z d z e n i e m z e w n t r z n y m b e z k o n i e c z n o [c i a n g a |o w a n i a
p r o c e s o r a c e n t r a l n e g o . T r a n s m i s j a m o |e o d b y w a s i z s z y b k o [c i d o c h o d z c d o 8 0 0
M b a j t ó w / s . D o s t p n e s c z t e r y p r o g r a m o w a l n e k a n a By t r a n s m i s j i o r a z k a n a B p i t y p r z e z n a c z o n y
d l a o b s Bu g i p o r t u H I P . K a |d y k a n a B p o s i a d a n a s t p u j c e w Ba s n o [c i :
P o s i a d a s w ó j w Ba s n y z e s t a w r e j e s t r ó w z a w i e r a j c y c h a d r e s zr ó d Bo w y , a d r e s p r z e z n a c z e n i a
o r a z l i c z n i k p r z e s Ba D. Z a i m p l e m e n t o w a n e s c h e m a t y i n d e k s o w a n i a p o z w a l a j n a
p r z e s y Ba n i e d a n y c h p o b i e r a n y c h z k o m ó r k i o u s t a l o n y m a d r e s i e o r a z p r z e s y Ba n i e d a n y c h
t w o r z c y c h t a b l i c j e d n o l u b d w u w y m i a r o w .
P r z e s y Ba n i e d a n y c h m o |e b y w y z w a l a n e p r z e z z d a r z e n i a , k t ó r y c h zr ó d Be m j e s t
u r z d z e n i e z e w n t r z n e l u b u r z d z e n i e z i n t e g r o w a n e r a z e m z p r o c e s o r e m .
S y g n a l i z u j e j e d n o s t c e c e n t r a l n e j , z a p o m o c p r z e r w a n i a , z a k o Dc z e n i e t r a n s m i s j i l u b
p o j a w i e n i e s i b Bd ó w .
M o |e b y z a p r o g r a m o w a n y w t r y b i e a u t o i n i c j a l i z a c j i t a k , a b y p o d j B n a s t p n t r a n s m i s j
b e z k o n i e c z n o [c i i n t e r w e n c j i z e s t r o n y j e d n o s t k i c e n t r a l n e j .
M o |e t a k |e o b s Bu g i w a t r a n s m i s j p ó Bd u p l e k s o w o d p a m i c i d o u r z d z e n i a
z e w n t r z n e g o i w k i e r u n k u o d w r o t n y m .
P o d c z a s o b s Bu g i p r o c e d u r y z e r o w a n i a p r o c e s o r a R E S E T k o n t r o l e r D M A m o |e z o s t a
w y k o r z y s t a n y d l a p r z e s Ba n i a p r o g r a m u z z e w n t r z n e j p a m i c i R O M d o w e w n t r z n e j p a m i c i
R A M .
3 3
6 . 5 . 2 P o r t y s z e r e g o w e
U k Ba d T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 p o s i a d a z i n t e g r o w a n e d w a s y n c h r o n i c z n e p o r t y s z e r e g o w e p o d o b n e d o
t y c h , k t ó r e f i r m a s t o s u j e w u k Ba d a c h T M S 3 2 0 C 2 x / C 5 x / C 5 4 x . C e c h s z c z e g ó l n p r o c e s o r a
T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 j e s t m o |l i w o [ o b s Bu g i w a n i a t r a n s m i s j i z p o r t u s z e r e g o w e g o d o p a m i c i o r a z w
k i e r u n k u o d w r o t n y m p r z e z k o n t r o l e r D M A . P o r t m o |e p r o w a d z i t r a n s m i s j z s z y b k o [c i d o 1 0 0
M b i t ó w / s . C h o d z i t u o c z y w i [c i e o d w a s t r u m i e n i e d a n y c h k a |d y o w y m i e n i o n e j p r z e p By w n o [c i
j e d e n t o d a n e t r a n s m i t o w a n e o d p r o c e s o r a d o u r z d z e n i a z e w n t r z n e g o , d r u g i s t r u m i e D
s t a n o w i d a n e t r a n s m i t o w a n e d o p r o c e s o r a . P o r t j e s t p o r t e m w i e l o k a n a Bo w y m p r z y s t o s o w a n y m
d o w s p ó Bp r a c y z u k Ba d a m i o b s Bu g u j c y m i p r o t o k o By t r a n s m i s j i T 1 , E 1 o r a z M V I P .
6 . 5 . 3 T i m e r
U k Ba d t i m e r a p r o g r a m o w a n e g o 3 2 b i t o w e g o l i c z n i k a m o |e b y t a k t o w a n y z e g a r e m
z e w n t r z n y m a l b o z e g a r e m p o w s t a By m w w y n i k u p o d z i a Bu c z s t o t l i w o [c i z e g a r a t a k t u j c e g o
p r o c e s o r p r z e z c z t e r y . T a o s t a t n i a m o |l i w o [ p o z w a l a n a o d m i e r z a n i e o d c i n k ó w c z a s u o d Bu g o [c i
p r z e k r a c z a j c e j j e d n m i n u t z r o z d z i e l c z o [c i 2 0 n s . W z a l e |n o [c i o d s p o s o b u
z a p r o g r a m o w a n i a n a w y j [c i u t i m e r a g e n e r o w a n y j e s t p o j e d y n c z y i m p u l s l u b f a l a p r o s t o k t n a . O
z a k o Dc z e n i u o d l i c z a n i a c z a s u t i m e r m o |e i n f o r m o w a p r o c e s o r g e n e r u j c |d a n i e p r z e r w a n i a .
6 . 5 . 4 P o r t d l a k o m u n i k a c j i z j e d n o s t k n a d r z d n ( H I P )
P o r t d l a k o m u n i k a c j i z j e d n o s t k n a d r z d n H I P ( a n g . h o s t i n t e r f a c e p o r t ) j e s t 1 6 - b i t o w y m
u k Ba d e m p o z w a l a j c y m n a d o s t p d o p a m i c i w e w n t r z n e j p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 p r z e z
p r o c e s o r n a d r z d n y . P o r t m o |e b y t a k t o w a n y z e g a r e m o c z s t o t l i w o [c i d o 5 0 M H z i p r o w a d z i
t r a n s m i s j z p r d k o [c i d o 1 0 0 M b a j t ó w / s . K o n s t r u k c j a p o r t u p o z w a l a n a u |y c i e p r a k t y c z n i e
d o w o l n e g o m i k r o p r o c e s o r a l u b m i k r o k o n t r o l e r a w c h a r a k t e r z e j e d n o s t k i n a d r z d n e j b e z
k o n i e c z n o [c i u |y w a n i a r o z b u d o w a n y c h l o g i c z n y c h u k Ba d ó w p o [r e d n i c z c y c h .
6 . 5 . 5 U k Ba d o s z c z d z a n i a e n e r g i i
P r o c e s o r T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 m o |n a p r o g r a m o w o w p r o w a d z i w s t a n o n i s k i m p o b o r z e e n e r g i i .
I s t n i e j t r z y t a k i e s t a n y :
P o w e r d o w n 1 : Z a t r z y m a n a z o s t a j e j e d n o s t k a c e n t r a l n a , n a t o m i a s t w s z y s t k i e u r z d z e n i a
p e r y f e r y j n e z i n t e g r o w a n e w e w n t r z p r o c e s o r a d z i a Ba j . W y j [c i e z t e g o s t a n u n a s t p u j e w
w y n i k u p o j a w i e n i a s i n i e z a m a s k o w a n e g o |d a n i a p r z e r w a n i a . P r z e r w a n i e m o |e
p o c h o d z i t a k o d u r z d z e n i a z e w n t r z n e g o j a k i o d u r z d z e n i a z i n t e g r o w a n e g o w r a z z
j e d n o s t k c e n t r a l n .
P o w e r d o w n 2 : Z a t r z y m a n a z o s t a j e j e d n o s t k a c e n t r a l n a o r a z w s z y s t k i e u r z d z e n i a
p e r y f e r y j n e z w y j t k i e m p t l i P L L . W y j [c i e z t e g o s t a n u m o |l i w e j e s t t y l k o p r z e z
z e r o w a n i e p r o c e s o r a s y g n a Be m R E S E T .
P o w e r d o w n 3 : S t a n t a k i s a m j a k p o w e r d o w n 2 l e c z p t l a P L L p r o c e s o r a t a k |e n i e d z i a Ba
n i e s g e n e r o w a n e |a d n e s y g n a By z e g a r o w e .
6 . 6 P r z y k Ba d p r o g r a m o w a n i a
P r o g r a m o w a n i e m a s z y n y c y f r o w e j o t a k i m s t o p n i u p r z e t w a r z a n i a r ó w n o l e g Be g o j a k i p r e z e n t u j e
u k Ba d T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 r ó |n i s i i s t o t n i e o d p r o g r a m o w a n i a k o n w e n c j o n a l n e g o m i k r o p r o c e s o r a l u b
m i k r o p r o c e s o r a s u p e r s k a l a r n e g o . D o k Ba d n e o m ó w i e n i e t e g o z a g a d n i e n i a w y c h o d z i p o z a r a m y
t e g o a r t y k u Bu a z a i n t e r e s o w a n i C z y t e l n i c y m u s z z o s t a o d e s Ba n i d o l i t e r a t u r y [ 1 9 ] , [ 2 0 ] . T u t a j
p r z e d s t a w i o n a z o s t a n i e j e d y n i e j e d n a z w i e l u s t o s o w a n y c h t e c h n i k o a n g i e l s k i e j n a z w i e s o f t w a r e
3 4
p i p e l i n i n g c o w s w o b o d n y m t Bu m a c z e n i u n a j z y k p o l s k i o z n a c z a p r o g r a m o w e z a k Ba d k o w a n i e .
N i e c h p r z y k Ba d o w y a l g o r y t m o b l i c z a i l o c z y n s k a l a r n y d w ó c h w e k t o r ó w 3 8 :
N - 1
c = a Å" b = Å" b i
a
i
"
i = 0
S k Ba d o w e p i e r w s z e g o w e k t o r a z a p i s a n e s w t a b l i c y n a t o m i a s t s k Ba d o w e d r u g i e g o w e k t o r a
z a p i s a n e s w t a b l i c y . I l o c z y n s k a l a r n y t o s u m a i l o c z y n ó w k o l e j n y c h s k Ba d o w y c h o b u w e k t o r ó w .
W t a b l i c y 1 1 p r z e d s t a w i o n y j e s t p r o g r a m n a p i s a n y w a s e m b l e r z e p r o c e s o r a T M S 3 2 0 C 6 2 0 1
o b l i c z a j c y t a k i i l o c z y n w s p o s ó b c a Bk o w i c i e p o m i j a j c y m o |l i w o [c i p r z e t w a r z a n i a
r ó w n o l e g Be g o . O b l i c z a n i e i l o c z y n u o d b y w a s i w p t l i . P i e r w s z a i n s t r u k c j a p r o g r a m u i n i c j u j e w
r e j e s t r z e A 1 l i c z n i k p t l i . D r u g a i n s t r u k c j a z e r u j e a k u m u l a t o r A 7 . O d t e g o m i e j s c a z a c z y n a s i
w Ba [c i w e c i a Bo p t l i . P i e r w s z e d w i e i n s t r u k c j e p t l i Ba d u j d o p r o c e s o r a p o j e d n e j s k Ba d o w e j
k a |d e g o z m n o |o n y c h w e k t o r ó w . A b y p o t r z e b n e d a n e z n a l a z By s i w r e j e s t r a c h w e w n t r z n y c h
p r o c e s o r a t r z e b a o d c z e k a d o d a t k o w o 4 c y k l e z e g a r o w e . W t e d y m o |n a p r z e m n o |y s k Ba d o w e .
N a w y n i k t r z e b a p o c z e k a d o d a t k o w o p r z e z j e d e n t a k t z e g a r o w y . D a l e j n a s t p u j e a k u m u l a c j a
w y n i k u m n o |e n i a w r e j e s t r z e A 7 , d e k r e m e n t a c j a l i c z n i k a p t l i z a w a r t e g o w r e j e s t r z e A 1 i s k o k
w a r u n k o w y n a p o c z t e k p t l i . N i m j e d n a k s k o k z o s t a n i e w y k o n a n y u p By n i e p i t a k t ó w
z e g a r o w y c h , k t ó r e p r o c e s o r s p d z i n a w y k o n y w a n i u i n s t r u k c j i N O P . W t e n s p o s ó b k a |d y
p r z e b i e g p t l i w y m a g a s z e s n a s t u t a k t ó w z e g a r o w y c h . D l a w e k t o r ó w o s t u s k Ba d o w y c h d a j e t o
r a z e m z d w i e m a p o c z t k o w y m i i n s t r u k c j a m i p r o g r a m u 1 6 0 2 c y k l e z e g a r o w e .
T a b l i c a 1 1 . O b l i c z a n i e i l o c z y n u s k a l a r n e g o p r z e t w a r z a n i e s z e r e g o w e
;
; L i c z b a c y k l i = 1 6 * N + 2 ; N = 1 0 0 = > L i c z b a c y k l i = 1 6 0 2
;
M V K . S 1 1 0 0 , A 1 ; A 1 < - N = = l i c z b a i t e r a c j i
Z E R O . L 1 A 7 ; A 7 < - 0
L O O P :
L D H . D 1 * A 4 + + , A 2 ; A 2 < - [ A 4 ] = = a [ i ] ; A 4 < - A 4 + 2
L D H . D 1 * A 3 + + , A 5 ; ; A 5 < - [ A 5 ] = = b [ i ] ; A 5 < - A 5 + 2
N O P 4 ; t r w a Ba d o w a n i e !
M P Y . M 1 A 2 , A 5 , A 6 ; A 6 < - a [ i ] * b [ i ]
N O P ; t r w a m n o |e n i e !
A D D . L 1 A 6 , A 7 , A 7 ; A 7 < - A 7 + a [ i ] * b [ i ]
S U B . S 1 A 1 , 1 , A 1 ; A 1 < - A 1 1
[ A 1 ] B . S 2 L O O P ; j e |l i t o n i e k o n i e c t o s k o k
N O P 5 ; w y c z y [ p o t o k
; t e r a z s k o k
C z a s w y k o n y w a n i a p r z e d s t a w i o n e g o p r o g r a m u m o |n a i s t o t n i e z m n i e j s z y u w z g l d n i a j c
m o |l i w o [c i p r z e t w a r z a n i a r ó w n o l e g Be g o j a k i e s t w a r z a p r o c e s o r T M S 3 2 0 C 6 2 0 1 o r a z
u w z g l d n i a j c o p ó zn i e n i e z j a k i m r e a l i z o w a n a j e s t i n s t r u k c j a s k o k u . P r z y k Ba d u l e p s z o n e g o
p r o g r a m u p r z e d s t a w i a t a b l i c a 1 2 . S k Ba d o w e o b u w e k t o r ó w Ba d o w a n e s j e d n o c z e [n i e p a r a m i
s k Ba d o w a o i n d e k s i e p a r z y s t y m + s k Ba d o w a o i n d e k s i e n i e p a r z y s t y m z w y k o r z y s t a n i e m
i n s t r u k c j i Ba d o w a n i a s Bo w a 3 2 - b i t o w e g o L D W . Z m n i e j s z a t o l i c z b i n s t r u k c j i w p t l i o j e d e n .
S k Ba d o w e o p a r z y s t y c h i n d e k s a c h p r z e t w a r z a n e s p r z e z p i e r w s z g r u p j e d n o s t e k
3 8 Z a u w a |m y o d r a z u , |e o b l i c z a n i e i l o c z y n u s k a l a r n e g o j e s t b a r d z o z b l i |o n e d o
o b l i c z a n i a o d p o w i e d z i f i l t r u F I R .
3 5
w y k o n a w c z y c h , a s k Ba d o w e o n i e p a r z y s t y c h i n d e k s a c h p r z e z g r u p d r u g . Z m n i e j s z a t o l i c z b
p r z e b i e g ó w p t l i o p o Bo w . L i c z b a i n s t r u k c j i w p t l i u l e g Ba z m n i e j s z e n i u t a k |e p o n i e w a | z a m i a s t
b e z c z y n n i e o c z e k i w a n a z a Ba d o w a n i e s k Ba d o w y c h m n o |o n y c h w e k t o r ó w d o k o n a n o
d e k r e m e n t a c j i l i c z n i k a p t l i i z a i n i c j o w a n o w y k o n a n i e i n s t r u k c j i s k o k u . W t e n s p o s ó b
z a o s z c z d z o n o d a l s z y c h 7 i n s t r u k c j i N O P . W s u m i e d a j e t o p t l z Bo |o n z o [m i u i n s t r u k c j i . D l a
p r z e m n o |e n i a d w ó c h w e k t o r ó w o s t u s k Ba d o w y c h p o t r z e b a 4 0 2 t a k t ó w z e g a r o w y c h 3 9 p r a w i e
c z t e r y r a z y m n i e j n i | w p o p r z e d n i m p r o g r a m i e .
T a b l i c a 1 2 . O b l i c z a n i e i l o c z y n u s k a l a r n e g o p r z e t w a r z a n i e r ó w n o l e g Be
;
; L i c z b a c y k l i = 4 * N + 2 ; N = 1 0 0 = > L i c z b a c y k l i = 4 0 2
;
M V K . S 1 5 0 , A 1 ; A 1 < - 5 0 = = N / 2
| | Z E R O . L 1 A 7 ; A 7 < - 0
| | Z E R O . L 2 B 7 ; B 7 < - 0
L O O P :
L D W . D 1 * A 4 + + , A 2 ; A 2 < - a [ i ] a [ i + 1 ] ; A 4 < - A 4 + 4
| | L D W . D 2 * B 4 + + , B 2 ; B 2 < - b [ i ] b [ i + 1 ] ; B 4 < - B 4 + 4
S U B . S 1 A 1 , 1 , A 1 ; A 1 < - A 1 - 1
[ A 1 ] B . S 2 L O O P ; j e |l i t o n i e k o n i e c t o s k o c z
N O P 2 ; t r w a Ba d o w a n i e s k Ba d o w y c h !
M P Y . M 1 X A 2 , B 2 , A 6 ; A 6 < - a [ i ] * b [ i ]
| | M P Y H . M 2 X A 2 , B 2 , B 6 ; B 6 < - a [ i + 1 ] * b [ i + 1 ]
N O P ; t r w a m n o |e n i e
A D D . L 1 A 6 , A 7 , A 7 ; A 7 < - A 7 + A 6
| | A D D . L 2 B 6 , B 7 , B 7 ; B 7 < - B 7 + B 6
; t u n a s t p u j e s k o k
A D D . L 1 X A 7 , B 7 , A 4 ; i l o c z y n s k a l a r n y = A 4 < - A 7 + B 7
P r o g r a m p r z e d s t a w i o n y w t a b l i c y 1 2 p o d c z a s j e d n e g o p r z e b i e g u p t l i d o k o n u j e r ó w n o l e g l e
m n o |e n i a s k Ba d o w y c h w e k t o r ó w d l a d w ó c h k o l e j n y c h i n d e k s ó w o r a z a k u m u l a c j i w y n i k ó w .
Z a u w a |m y , |e k a |d a i n s t r u k c j a p t l i w y k o n y w a n a j e s t p r z e z i n n j e d n o s t k w y k o n a w c z . M o |n a
z a t e m w s z y s t k i e i n s t r u k c j e w y k o n a j e d n o c z e [n i e Bc z c j e w j e d e n Ba Dc u c h ( e x e c u t e p a c k e t ) . W
t y m p r z y p a d k u z e w z g l d u n a z a l e |n o [c i m i d z y a r g u m e n t a m i p o s z c z e g ó l n y c h i n s t r u k c j i
r e a l i z o w a n e b d e l e m e n t y k i l k u p t l i j e d n o c z e [n i e . O d p o w i e d n i p r o g r a m p o k a z a n y j e s t w
t a b l i c y 1 3 . W c h w i l i g d y w y k o n y w a n y j e s t n - t y r a z Ba Dc u c h i n s t r u k c j i w s k a z y w a n y p r z e z e t y k i e t
L O O P r e a l i z o w a n a j e s t :
A k u m u l a c j a i l o c z y n u s k Ba d o w y c h o i n d e k s i e 2 n - 1 2 o r a z 2 n - 1 1 .
M n o |e n i e s k Ba d o w y c h o i n d e k s i e 2 n - 1 0 a [ 2 n - 1 0 ] · b [ 2 n - 1 0 ] o r a z s k Ba d o w y c h o i n d e k s i e
2 n - 9 a [ 2 n - 9 ] · b [ 2 n - 9 ] .
D e k r e m e n t a c j a l i c z n i k a p t l i o r a z s k o k d o e t y k i e t y L O O P .
Aa d o w a n i e d w ó c h k o l e j n y c h s k Ba d o w y c h p i e r w s z e g o w e k t o r a t z n . s k Ba d o w e j o i n d e k s i e
2 n a [ 2 n ] o r a z s k Ba d o w e j o i n d e k s i e 2 n + + 1 a [ 2 n + 1 ] .
Aa d o w a n i e d w ó c h k o l e j n y c h s k Ba d o w y c h d r u g i e g o w e k t o r a t z n . s k Ba d o w e j o i n d e k s i e 2 n
b [ 2 n ] o r a z s k Ba d o w e j o i n d e k s i e 2 n + 1 b [ 2 n + 1 ] .
L i c z n i k p t l i d e k r e m e n t o w a n y j e s t o d w a r t o [c i N / 2 + 1 ( N l i c z b a s k Ba d o w y c h m n o |o n y c h
w e k t o r ó w ) d o w a r t o [c i 0 . W t y m m o m e n c i e p r z e s t a j e b y w y w o By w a n a p t l a L O O P n a t o m i a s t
3 9 Z u w z g l d n i e n i e m i n i c j a c j i p t l i i k o Dc o w e j a k u m u l a c j i .
3 6
a k u m u l a t o r y z a w i e r a j j u | i l o c z y n y s k Ba d o w y c h o i n d e k s i e N - 1 2 o r a z N - 1 1 . P t l a L O O P j e s t
j e d n a k w y k o n a n a d a l e j d o p ó k i , d o p ó t y t w o r z c e j i n s t r u k c j e z n a j d u j s i w p o t o k u . O z n a c z a t o
|e p t l a z o s t a n i e w y k o n a n a j e s z c z e p i r a z y t a k , a b y o s t a t e c z n i e d o k o n a a k u m u l a c j i i l o c z y n ó w
s k Ba d o w y c h o i n d e k s a c h N - 2 i N - 1 . J e |e l i u w z g l d n i m y i n s t r u k c j e z a c z y n a j c e p r o g r a m , k t ó r y c h
z a d a n i e m j e s t z e r o w a n i e z m i e n n y c h o r a z w y p e Bn i e n i e p o t o k u i n s t r u k c j i k o p i a m i p t l i L O O P ,
o r a z o s t a t n i i n s t r u k c j o b l i c z a j c i l o c z y n s k a l a r n y t o d l a p r z e m n o |e n i a d w ó c h w e k t o r ó w o s t u
s k Ba d o w y c h k a |d y p o t r z e b a z a l e d w i e 5 7 t a k t ó w z e g a r o w y c h . S i e d e m r a z y m n i e j n i | w p r z y p a d k u
p r z e t w a r z a n i a r ó w n o l e g Be g o i 2 8 r a z y m n i e j n i | w p r z y p a d k u p r z e t w a r z a n i a s z e r e g o w e g o . J e d n a k
n i e m a r ó |y b e z k o l c ó w t a k c i a s n a p t l a p r o g r a m o w a n i e m o |e z o s t a p r z e r w a n a w c e l u
o b s Bu |e n i a p r z e r w a n i a 4 0 .
T a b l i c a 1 3 . O b l i c z a n i e i l o c z y n u s k a l a r n e g o p r o g r a m o w e z a k Ba d k o w a n i e
;
; L i c z b a c y k l i = N / 2 + 7 ; N = 1 0 0 = > L i c z b a c y k l i = 5 7
;
B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
| | M V K . S 1 5 1 , A 1 ; A 1 < - N / 2 + 1 = = 5 1
B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
| | Z E R O . L 1 A 7 ; s u m a 0 = = A 7 < - 0
| | Z E R O . L 2 B 7 ; s u m a 1 = = B 7 < - 0
B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
| | Z E R O . L 1 A 6 ; w y n i k _ m n o |e n i a 0 = = A 6 < - 0
| | Z E R O . L 2 B 6 ; w y n i k _ m n o |e n i a 1 = = B 6 < - 0
B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
| | Z E R O . L 1 A 2 ; m n o |n a = = A 2 < - 0
| | Z E R O . L 2 B 2 ; m n o |n i k = = B 2 < - 0
L O O P :
A D D . L 1 A 6 , A 7 , A 7 ; s u m 0 + = a [ 2 n - 1 2 ] * b [ 2 n - 1 2 ]
| | A D D . L 2 B 6 , B 7 , B 7 ; s u m 1 + = a [ 2 n - 1 1 ] * b [ 2 n - 1 1 ]
| | M P Y . M 1 X A 2 , B 2 , A 6 ; a [ 2 n - 1 0 ] * b [ 2 n - 1 0 ]
| | M P Y H . M 2 X A 2 , B 2 , B 6 ; a [ 2 n - 9 ] * b [ 2 n - 9 ]
| | [ A 1 ] A D D . S 1 - 1 , A 1 , A 1 ; d e k r e m e n t u j l i c z n i k p t l i
| | [ A 1 ] B . S 2 L O O P ; s k o k d o p t l i
| | L D W . D 1 * A 4 + + , A 2 ; Ba d u j a [ 2 n ] & a [ 2 n + 1 ] z p a m i c i
| | L D W . D 2 * B 4 + + , B 2 ; Ba d u j b [ 2 n ] & b [ 2 n + 1 ] z p a m i c i
; t u n a s t p u j e s k o k
A D D . L 1 X A 7 , B 7 , A 4 ; i l o c z y n _ s k a l a r n y = s u m a 0 + s u m a 1
7 . S u p e r m i k r o k o n t r o l e r p r o j e k t T r i C o r e
W s p ó Bc z e s n a t e c h n o l o g i a e l e k t r o n o w a c o r a z c z [c i e j d a j e m o |l i w o [ k o n s t r u k c j i c a By c h u r z d z e D
c y f r o w y c h w p o s t a c i p o j e d y n c z e j s t r u k t u r y s c a l o n e j . U k Ba d t a k i s k Ba d a s i z a z w y c z a j z :
S z y b k i e g o 3 2 - b i t o w e g o m i k r o k o n t r o l e r a k o n s t r u k c y j n i e p r z y s t o s o w a n e g o d o
p r z e t w a r z a n i a l i c z b z s z y b k o [c i p o r ó w n y w a l n z s z y b k o [c i p r o c e s o r a s y g n a Bo w e g o .
N a j r ó |n i e j s z y c h p a m i c i p ó Bp r z e w o d n i k o w y c h n p . D R A M , S R A M , R O M , f l a s h i t p .
U k Ba d ó w l o g i c z n y c h c h a r a k t e r y s t y c z n y c h d l a d a n e j a p l i k a c j i ( a n g . A S I C a p p l i c a t i o n
s p e c i f i c i n t e g r a t e d c i r c u i t ) .
4 0 I s t n i e j e j e s z c z e j e d e n m a n k a m e n t r e a l i z u j c a l g o r y t m s i g a m y w p a m i c i p o z a
t a b l i c a [ i ] o r a z p o z a t a b l i c b [ i ] .
3 7
A
P a m i p r o g r a m u
P a m i p r o g r a m u
3 2 b i t
P a m i n o t a t n i k o w a
L J T A G
E m u l a t o r
P a m i k o n t e k s t u
3 2 b i t
P a m i p o d r c z n a
A
S y s t e m p r z e r w a D
6 4 b i t = 2 d o 4 i n s t r u k c j i
3 2 b i t
R
P r o c e s o r w e / w y A
P o b r a n i e i n s t r u k c j i
1 6 b i t
K o p r o c e s o r
J e d n o s t k a c e n t r a l n a T
A r y t m o m e t r d l a
P r o c e s o r w e / w y B
o b l i c z a n i a
R e j e s t r y O p e r a c j e
a d r e s ó w
8 b i t
s y s t e m o w e n a b i t a c h
S
P r o c e s o r w e / w y C
A L U
3 2 b i t
G e n e r a t o r
I
S t e r o w a n i e
M o d u B P C P
a d r e s ó w
M A C
G
R e j e s t r y R e j e s t r y
a d r e s o w e d a n y c h
A
6 4 b i t
6 4 b i t
3 2 b i t
W y m i a n a d a n y c h
M
P a m i p o d r c z n a
P a m i n o t a t n i k o w a
P a m i d a n y c h
R y s u n e k 6 . S c h e m a t b l o k o w y p r o c e s o r a T C - 1
K o n f i g u r a c j a t a k a p o z w a l a n a p r o g r a m o w r e a l i z a c j w i e l u z a d a D, k t ó r e d o t y c h c z a s
w y k o n y w a n o s p r z t o w o , a t o :
N a o g ó B z m n i e j s z a k o s z t p r o j e k t u p o n i e w a | m o |n a w y k o r z y s t a g o w c a Bo [c i l u b w c z [c i
w i n n y c h p r o j e k t a c h .
P o z w a l a n a e l i m i n a c j e w e n t u a l n y c h b Bd ó w p o p r z e z w y m i a n o p r o g r a m o w a n i a n a w e t
j e |e l i u r z d z e n i e j e s t j u | u k l i e n t a .
D a j e k l i e n t o w i m o |l i w o [ i n s t a l a c j i n o w e j w e r s j i o p r o g r a m o w a n i a o u d o s k o n a l o n y c h
w Ba s n o [c i a c h u |y t k o w y c h .
N p . w p r z y p a d k u c y f r o w e g o t e l e f o n u k o m ó r k o w e g o c a Bo [ p r z e t w a r z a n i a c y f r o w e g o m o |e b y
r e a l i z o w a n a p r z e z j e d e n u k Ba d . W t y p o w e j o b e c n i e k o n s t r u k c j i , t a k j a k i l u s t r u j e t o r y s u n e k 1 ,
s t o s o w a n e s p r z y n a j m n i e j d w a u k Ba d y . P r o c e s o r s y g n a Bo w y z a a n g a |o w a n y j e s t w c e l u k o m p r e s j i
i d e k o m p r e s j i s y g n a Bu m o w y , k o d o w a n i a i d e k o d o w a n i a d a n y c h c y f r o w y c h , r e a l i z a c j i m o d u l a c j i i
d e m o d u l a c j i w p a [m i e p o d s t a w o w y m . J e d n y m s Bo w e m r e a l i z u j e p r o t o k o By t r a n s m i s j i l e |c e w
w a r s t w i e f i z y c z n e j m o d e l u I S O / O S I . N a t o m i a s t m i k r o k o n t r o l e r r e a l i z u j e p r o t o k o By t r a n s m i s j i
n a l e |c e d o w a r s t w y p o Bc z e n i o w e j o r a z o b s Bu g u j e i n t e r f e j s u |y t k o w n i k a [ 1 3 ] . T e s a m e z a d a n i a
m o |e r e a l i z o w a j e d e n s z y b k i , 3 2 - b i t o w y m i k r o k o n t r o l e r o c h a r a k t e r y s t y c e z b l i |o n e j d o
c h a r a k t e r y s t y k i p r o c e s o r a s y g n a Bo w e g o [ 1 1 ] . P r z y k Ba d e m t a k i e g o u k Ba d u j e s t p r o c e s o r T C - 1
3 8
p i e r w s z y z r o d z i n y u k Ba d ó w o a r c h i t e k t u r z e T r i C o r e o p r a c o w a n e j p r z e z f i r m S i e m e n s
M i c r o e l e c t r o n i c s I n c . 4 1 C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e t e g o u k Ba d u t o :
A r c h i t e k t u r a b d c a h y b r y d m i k r o k o n t r o l e r a i s t a Bo p r z e c i n k o w e g o p r o c e s o r a
s y g n a Bo w e g o .
S z y b k i e p r z e Bc z a n i e z a d a D. P r o c e s o r T C - 1 m o |e p r z e j [ o d r e a l i z a c j i z a d a n i a
c h a r a k t e r y s t y c z n e g o d l a m i k r o k o n t r o l e r a d o z a d a n i a c h a r a k t e r y s t y c z n e g o d l a p r o c e s o r a
s y g n a Bo w e g o w c z a s i e z a l e d w i e d w ó c h c y k l i z e g a r o w y c h !
M o |l i w o [ i n t e g r a c j i r a z e m z p a m i c i p ó Bp r z e w o d n i k o w o d u |e j p o j e m n o [c i c o
p o d n o s i w y d a j n o [ s y s t e m u , j e g o n i e z a w o d n o [ o r a z z m n i e j s z a z u |y c i e e n e r g i i 4 2 .
M o |l i w o [ d o Bc z a n i a z e w n t r z n y c h u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h p r a k t y c z n i e b e z
p o [r e d n i c z c y c h u k Ba d ó w l o g i c z n y c h .
L i s t a i n s t r u k c j i z a k o d o w a n a w p o s t a c i s Bó w 1 6 - b i t o w y c h i 3 2 - b i t o w y c h t a k , a b y t y p o w e
p r o g r a m y b y By m o |l i w i e m a Be .
L i s t a i n s t r u k c j i o r a z a r c h i t e k t u r a p r o c e s o r a z b l i |o n a j e s t d o a r c h i t e k t u r y t y p u R I S C ( a n g . r e d u c e d
i n s t u c t i o n s e t p r o c e s o r ) c o p o z w a l a n a k o n s t r u k c j e f e k t y w n y c h k o m p i l a t o r ó w j z y k a C / C + + .
7 . 1 J e d n o s t k a c e n t r a l n a p r o c e s o r a T C - 1
S c h e m a t b l o k o w y p r o c e s o r a T C - 1 p r z e d s t a w i o n y j e s t n a r y s u n k u 6 . J e s t t o p r o c e s o r o
a r c h i t e k t u r z e H a r v a r d z m a g i s t r a l d a n y c h r o z d z i e l o n o d m a g i s t r a l i p r o g r a m u . P r o c e s o r j e s t
u k Ba d e m s u p e r s k a l a r n y m z a w i e r a j c y m t r z y j e d n o s t k i w y k o n a w c z e :
J e d n o s t k a s t a Bo p r z e c i n k o w a . P r z e t w a r z a p o t o k o w o , w c z t e r e c h e t a p a c h , i n s t r u k c j e
a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n e . P r z e t w a r z a n i e o d b y w a s i z w y k o r z y s t a n i e m d w ó c h 1 6 - b i t o w y c h
u k Ba d ó w m n o |c y c h i j e d n o s t k i a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n e j . W p o t o k u t y m w j e d n y m t a k c i e
z e g a r o w y m m o |n a w y k o n a d w a m n o |e n i a p o Bc z o n e z a k u m u l a c j . J e d n o s t k a d y s p o n u j e
i n t e r f e j s e m d o z e w n t r z n e g o u k Ba d u k o p r o c e s o r a , k t ó r y m o |e w y k o n y w a n p . o p e r a c j e n a
l i c z b a c h z m i e n n o p r z e c i n k o w y c h .
J e d n o s t k a r e a l i z u j c a o p e r a c j e Ba d o w a n i a z p a m i c i L D i s k Ba d o w a n i a w p a m i c i S T .
W s z y s t k i e i n s t r u k c j e a r y t m e t y c z n e i l o g i c z n e u |y w a j w c h a r a k t e r z e a r g u m e n t ó w
r e j e s t r ó w w e w n t r z n y c h p r o c e s o r a . D a n e z o r a z d o p a m i c i p r z e n o s z o n e s p r z e z p a r
i n s t r u k c j i L D / S T p r z e t w a r z a n y c h w o s o b n y m , c z t e r o e t a p o w y m p o t o k u .
J e d n o s t k a r e a l i z u j c a r o z k a z y s k o k u . P r z e t w a r z a r o z k a z y p o t o k o w o w d w ó c h e t a p a c h .
W t e n s p o s ó b w k a |d y m c y k l u z e g a r o w y m m o |e k o Dc z y s i r e a l i z a c j a n a w e t t r z e c h i n s t r u k c j i .
W p r a k t y c e p r o c e s o r t a k t o w a n y z e g a r e m 1 0 0 M H z m a w y d a j n o [ 1 3 0 M I P S [ 2 1 ] .
P r o c e s o r T C - 1 p o s i a d a t r z y d z i e [c i d w a 3 2 - b i t o w e r e j e s t r y w e w n t r z n e . S z e s n a [c i e z n i c h
A 0 - A 1 5 p r z e z n a c z o n y c h j e s t d o a d r e s o w a n i a . P o z o s t a Be s z e s n a [c i e r e j e s t r ó w D 0 - D 1 5 t o r e j e s t r y
d a n y c h . N i e k t ó r e z t y c h r e j e s t r ó w s w y r ó |n i o n e . N p . D 1 5 j e s t d o m y [l n y m r e j e s t r e m d a n y c h ,
n a t o m i a s t r e j e s t r A 1 0 t o w s k a zn i k s t o s u . P o z a t y m p r o c e s o r z a w i e r a t r z y 3 2 - b i t o w e r e j e s t r y
s y s t e m o w e : P C l i c z n i k r o z k a z ó w o r a z P C X I , P S W p r z e c h o w u j c e d a n e d o t y c z c e s t a n u
w e w n t r z n e g o p r o c e s o r a . R e j e s t r y p r o c e s o r a T C - 1 p o k a z a n e s n a r y s u n k u 7 .
W z a s a d z i e w s z y s t k i e i n s t r u k c j e p r o c e s o r a T C - 1 s i n s t r u k c j a m i 3 2 - b i t o w y m i . J e d n a k t e ,
k t ó r e s u |y w a n e n a j c z [c i e j m a j s w o j e w e r s j e 1 6 - b i t o w e c o p o z w a l a n a z m n i e j s z e n i e
4 1 O d 1 k w i e t n i a f i r m a S i e m e n s S M I j e s t w y d z i e l o n a z k o n c e r n u S i e m e n s i n o s i n a z w
I n f i n e o n I n c .
4 2 O c z y w i [c i e w s t o s u n k u d o s y s t e m u k t ó r e g o p a m i u m i e s z c z o n a z o s t a Ba w i n n y m
u k Ba d z i e s c a l o n y m .
3 9
R y s u n e k 7 . R e j e s t r y p r o c e s o r a T C - 1
r o z m i a r ó w t y p o w y c h p r o g r a m ó w o r a z p o d n o s i s z y b k o [ p r z e t w a r z a n i a w j e d n y m c y k l u
p o b i e r a s i i k i e r u j e d o p r z e t w a r z a n i a c z t e r y z a m i a s t d w ó c h i n s t r u k c j i . K r ó t k i e i n s t r u k c j e :
S i n s t r u k c j a m i d w u a r g u m e n t o w y m i a n i e t r ó j a r g u m e n t o w y m i , t a k j a k i c h 3 2 - b i t o w e
o d p o w i e d n i k i .
C z s t o s t o s u j a r g u m e n t y d o m y [l n e r e j e s t r y a d r e s o w e i r e j e s t r d a n y c h .
I c h a r g u m e n t y n a t y c h m i a s t o w e o r a z a d r e s y w z g l d n e s k r ó t k i e .
Z e s t a w i n s t r u k c j i o b e j m u j e :
I n s t r u k c j e Ba d o w a n i a i s k Ba d o w a n i a j e d y n e i n s t r u k c j e d o k o n u j c e w y m i a n y d a n y c h
m i d z y p r o c e s o r e m a p a m i c i o p e r a c y j n .
I n s t r u k c j e a r y t m e t y c z n o - l o g i c z n e :
Ò! P r z e s Ba n i a m i d z y r e j e s t r a m i .
Ò! D o d a w a n i e i o d e j m o w a n i e l i c z b s t a Bo p r z e c i n k o w y c h z e z n a k i e m l u b b e z . I s t n i e j e o s o b n y
z b i ó r i n s t r u k c j i r e a l i z u j c y c h d o d a w a n i e z n a s y c e n i e m g d y w y n i k p r z e k r o c z y n a j w i k s z
( n a j m n i e j s z ) l i c z b k t ó r m o |n a z a p i s a w d a n y m f o r m a c i e .
Ò! M n o |e n i e d w ó c h 3 2 - b i t o w y c h l i c z b s t a Bo p r z e c i n k o w y c h p o Bc z o n e z d o d a w a n i e m
( a k u m u l a c j ) . M n o |o n e l i c z b y m o g b y l i c z b a m i u Ba m k o w y m w f o r m a c i e 1 . 3 1 l u b
l i c z b a m i c a Bk o w i t y m i .
Ò! I n s t r u k c j e w s p o m a g a j c e p r o g r a m o w r e a l i z a c j d z i e l e n i a l i c z b s t a Bo p r z e c i n k o w y c h .
Ò! O b l i c z a n i e w a r t o [c i b e z w z g l d n e j , w a r t o [c i b e z w z g l d n e j z r ó |n i c y , w y b i e r a n i e
w i k s z e g o l u b m n i e j s z e g o a r g u m e n t u .
4 0
Ò! W a r u n k o w e i n s t r u k c j e d o d a w a n i a i o d e j m o w a n i a . R e a l i z a c j a i n s t r u k c j i u z a l e |n i o n a j e s t o d
w a r t o [c i j e d n e g o z a r g u m e n t ó w ( r e j e s t r u ) . J e |e l i j e s t r ó |n y o d z e r a i n s t r u k c j a j e s t
w y k o n y w a n a . W p r z e c i w n y m w y p a d k u p r o c e s o r p o m i j a j .
Ò! I n s t r u k c j e l o g i c z n e r e a l i z u j c e o p e r a c j e n a k a |d e j p a r z e o d p o w i a d a j c y c h s o b i e b i t ó w
a r g u m e n t ó w : A N D , O R , X O R , N A N D , N O R , X N O R . D w i e i n s t r u k c j e d o k o n u j
d o d a t k o w o n e g a c j i j e d n e g o z a r g u m e n t ó w A N D N i O R N .
Ò! I n s t r u k c j e z l i c z a j c e n a d m i a r o w e b i t y z n a k u , p o c z t k o w e z e r a o r a z p o c z t k o w e j e d y n k i .
Ò! P r z e s u n i c i a a r y t m e t y c z n e w l e w o i w p r a w o o d o w o l n l i c z b b i t ó w .
Ò! E k s t r a k c j a d o w o l n e g o p o l a b i t o w e g o a r g u m e n t u .
I n s t r u k c j e a r y t m e t y c z n e r e a l i z u j c e o p e r a c j e n a s p a k o w a n y c h a r g u m e n t a c h . K a |d y z
t r z y d z i e s t o d w u b i t o w y c h r e j e s t r ó w - a r g u m e n t ó w p r z e c h o w u j e d w a a r g u m e n t y 1 6 - b i t o w e
l u b c z t e r y a r g u m e n t y 8 - b i t o w e . O p e r a c j a a r y t m e t y c z n a ( d o d a w a n i e , o d e j m o w a n i e ,
m n o |e n i e , o b l i c z a n i e w a r t o [c i b e z w z g l d n e j ) r e a l i z o w a n a j e s t d l a o d p o w i a d a j c y c h s o b i e
a r g u m e n t ó w 1 6 - b i t o w y c h l u b 8 - b i t o w y c h . W t e n s p o s ó b p r o c e s o r r e a l i z u j e e l e m e n t y
p r z e t w a r z a n i a w e k t o r o w e g o ( a n g . S I M D s i n g l e i n s t r u c t i o n m u l t i p l e d a t a ) . W
p r z y p a d k u c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bu a k u s t y c z n e g o 1 6 - b i t o w a r e p r e z e n t a c j a l i c z b
j e s t n a o g ó B w y s t a r c z a j c a , n a t o m i a s t w p r z y p a d k u o b r a z ó w w y s t a r c z a n a w e t
r e p r e z e n t a c j a 8 - b i t o w a .
I n s t r u k c j e p o r ó w n a n i a w y n i k p o r ó w n a n i a u m i e s z c z o n y j e s t w r e j e s t r z e o g ó l n e g o
p r z e z n a c z e n i a p r z y c z y m z e r o o z n a c z a f a Bs z n a t o m i a s t w a r t o [ r ó |n a o d z e r a o z n a c z a
p r a w d .
O p e r a c j e l o g i c z n e w y k o n y w a n e n a p o j e d y n c z y c h b i t a c h a r g u m e n t ó w .
O p e r a c j e a r y t m e t y c z n e i o p e r a c j e p o r ó w n a n i a w y k o n y w a n e n a r e j e s t r a c h a d r e s o w y c h .
P o z w a l a j n a p r o g r a m o w r e a l i z a c j t r y b ó w a d r e s o w a n i a , k t ó r e n i e s w s p o m a g a n e
b e z p o [r e d n i o p r z e z p r o c e s o r .
S k o k i w a r u n k o w e i b e z w a r u n k o w e . W y k o n a n i e i n s t r u k c j i w a r u n k o w e j u z a l e |n i o n e j e s t
o d z a w a r t o [c i r e j e s t r u o g ó l n e g o p r z e z n a c z e n i a p r z y c z y m z e r o o z n a c z a f a Bs z a w a r t o [
r ó |n a o d z e r a p r a w d .
I n s t r u k c j e s y s t e m o w e p o z w a l a j c e n a m a n i p u l a c j e z a w a r t o [c i r e j e s t r ó w s t e r u j c y c h
p r a c p r o c e s o r a .
7 . 2 P a m i o r a z t r y b y a d r e s o w a n i a
N a j m n i e j s z y m a d r e s o w a n y m p r z e z p r o c e s o r T C - 1 e l e m e n t e m d a n y c h j e s t j e d e n b a j t . P o n i e w a |
a d r e s y s 3 2 - b i t o w e d a j e t o p r z e s t r z e D a d r e s o w o p o j e m n o [c i 4 G b a j t y . J e s t t o w s p ó l n a
p r z e s t r z e D d a n y c h , p r o g r a m u 4 3 o r a z u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h . P r z e s t r z e D a d r e s o w a p o d z i e l o n a
j e s t n a s z e s n a [c i e 2 5 6 K b a j t o w y c h s e g m e n t ó w o n u m e r a c h o d 0 d o 1 5 . N u m e r s e g m e n t u t w o r z
c z t e r y n a j s t a r s z e b i t y a d r e s u . P i e r w s z e 1 6 K b a j t ó w k a |d e g o s e g m e n t u m o |n a z a a d r e s o w a w
t r y b i e a d r e s o w a n i a b e z p o [r e d n i e g o [ 2 1 ] . O s t a t n i e d w a s e g m e n t y ( o n u m e r z e 1 4 i 1 5 )
p r z e z n a c z o n e s d l a u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h .
P r o c e s o r o p r ó c z b a j t ó w m o |e a d r e s o w a s Bo w a 1 6 - , 3 2 - i 6 4 - b i t o w e . D o s t p n y c h j e s t p r z y t y m
s i e d e m t r y b ó w a d r e s o w a n i a . T r y b y a d r e s o w a n i a p r o c e s o r a T C - 1 z o s t a By z e b r a n e w t a b l i c y 1 4 .
O p r ó c z a d r e s o w a n i a b e z p o [r e d n i e g o d o s t p n e s r ó |n e w a r i a n t y a d r e s o w a n i a p o [r e d n i e g o p r z e z
r e j e s t r . M n o g o [ t r y b ó w a d r e s o w a n i a u Ba t w i a k o n s t r u k c j k o m p i l a t o r a j z y k a C / C + + o r a z
4 3 M i m o , |e m a g i s t r a l a p r o g r a m u i m a g i s t r a l a d a n y c h s r o z d z i e l o n e .
4 1
p o z w a l a n a Ba t w y d o s t p d o t y p o w y c h s t r u k t u r d a n y c h t z n . t a b l i c , s t o s ó w , b u f o r ó w c y k l i c z n y c h
i t p .
T a b l i c a 1 4 . T r y b y a d r e s o w a n i a p r o c e s o r a T C - 1
T r y b a d r e s o w a n i a A r g u m e n t y P o [l i z g
( l . B i t ó w )
B e z p o [r e d n i e a d r e s 1 8 b i t o w y -
P o [r e d n i e p r z e z r e j e s t r r e j e s t r b a z o w y + p o [l i z g 1 0 / 1 6
p o [r e d n i e p r z e z r e j e s t r z p r e i n k r e m e n t a c j r e j e s t r b a z o w y + p o [l i z g 1 0
P o [r e d n i e p r z e z r e j e s t r z p o s t i n k r e m e n t a c j r e j e s t r b a z o w y + p o [l i z g 1 0
A d r e s o w a n i e p o [r e d n i e c y k l i c z n e d w a r e j e s t r y a d r e s o w e 1 0
a d r e s o w a n i e p o [r e d n i e z o d w r ó c e n i e m b i t ó w d w a r e j e s t r y a d r e s o w e -
7 . 3 Z a d a n i a i k o n t e k s t y
P r o c e s o r T C - 1 w s p o m a g a s p r z t o w o s z y b k i e p r z e Bc z a n i e z a d a D i w y m i a n k o n t e k s t u . P r z e z
k o n t e k s t r o z u m i e s i z a w a r t o [ w s z y s t k i c h r e j e s t r ó w p r o c e s o r a n i e z b d n y c h d l a w z n o w i e n i a
w y k o n y w a n i a z a d a n i a . P r o c e s o r d z i e l i k o n t e k s t n a g ó r n y ( a n g . u p p e r ) o r a z d o l n y ( a n g .
l o w e r ) . K o n t e k s t g ó r n y t w o r z r e j e s t r y s y s t e m o w e P C X I , P S W , r e j e s t r y d a n y c h D 8 - D 1 5 o r a z
r e j e s t r y a d r e s o w e A 1 0 - A 1 5 . K o n t e k s t d o l n y t w o r z y l i c z n i k r o z k a z ó w P C , r e j e s t r y d a n y c h D 0 - D 7
o r a z r e j e s t r y a d r e s o w e A 2 - A 7 . R e j e s t r y a d r e s o w e A 0 , A 1 , A 8 i A 9 m a j z n a c z e n i e g l o b a l n e i n i e
n a l e | d o k o n t e k s t u |a d n e g o z a d a n i a . P r o c e s o r p r z e c h o w u j e w p a m i c i o p e r a c y j n e j p o Bc z o n
l i s t o b s z a r ó w C S W ( a n g . c o n t e x t s w i t c h a r e a ) . K a |d y z t y c h o b s z a r ó w s k Ba d a s i z s z e s n a s t u
3 2 - b i t o w y c h s Bó w , k t ó r e p r z e c h o w u j d o k Ba d n i e j e d e n k o n t e k s t g ó r n y l u b j e d e n k o n t e k s t d o l n y .
D z i k i s p e c j a l n e j m a g i s t r a l i Bc z c e j p r o c e s o r o r a z z i n t e g r o w a n z n i m p a m i c z a s p r z e s Ba n i a
k o n t e k s t u d o p a m i c i w y n o s i z a l e d w i e d w a t a k t y z e g a r o w e [ 2 1 ] . W y m i a n a k o n t e k s t u n a s t p u j e w
p r z y p a d k u o b s Bu g i p r z e r w a n i a o r a z w y w o Ba n i a p o d p r o g r a m u .
7 . 4 S y s t e m p r z e r w a D
S y s t e m p r z e r w a D p r o c e s o r a T C - 1 j e s t b a r d z o r o z b u d o w a n y . S k Ba d a j s i n a D l i c z n e m o d u By S R N
( a n g . s e r v i c e r e q u e s t n o d e ) . K a |d e m u p r z e r w a n i u , p o p r z e z p r o g r a m o w a n i e o d p o w i a d a j c e g o m u
m o d u Bu S N R , n a d a j e s i w Ba [c i w y p r i o r y t e t 4 4 . P r o c e s o r d o p u s z c z a b o w i e m z a g n i e |d |a n i e
p r z e r w a D. T y l k o p r z e r w a n i e o w y |s z y m p r i o r y t e c i e m o |e p r z e r w a r e a l i z a c j p r o c e d u r y o b s Bu g i
p r z e r w a n i a o n i |s z y m p r i o r y t e c i e . P r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a D i d e n t y f i k o w a n e s w e d Bu g
p r i o r y t e t u t z n . w s z y s t k i e p r z e r w a n i a o t y m s a m y m p r i o r y t e c i e o b s Bu g i w a n e s p r z e z t s a m
p r o c e d u r . T a b l i c a w e k t o r ó w p r z e r w a D z a w i e r a k o l e j n o p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a D o c o r a z
w y |s z y m p r i o r y t e c i e . K a |d a t a k a p r o c e d u r a s k Ba d a s i z o [m i u i n s t r u k c j i . J e |e l i t o n i e w y s t a r c z a
t r z e b a w y k o n a s k o k d o w Ba [c i w e j p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a l e |c e j p o z a t a b l i c w e k t o r ó w
p r z e r w a D. W y b o r u z g Bo s z e n i a p r z e r w a n i a o n a j w y |s z y m p r i o r y t e c i e d o k o n u j e m o d u B I C U ( a n g .
4 4 M o |l i w e j e s t t a k |e o k r e [l e n i e , c z y p r z e r w a n i e b d z i e o b s Bu g i w a n e p r z e z j e d n o s t k
c e n t r a l n c z y t e | p r z e z p r o c e s o r p e r y f e r y j n y ( P C P ) .
4 2
A ) N i e s k o m p l i k o w a n a p r o c e d u r a
o b s Bu g i p r z e r w a n i a
P r z e r w a n i e
P r o c e d u r a o b s Bu g i
Z a d a n i e A
Z a d a n i e A
p r z e r w a n i a
C z a s
Z a c h o w a j Aa d u j
g ó r n y k o n t e k s t A g ó r n y k o n t e k s t A
B ) P r z e r w a n i e - p r z y p a d e k
P r z e r w a n i e
o g ó l n y
P r o c e d u r a o b s Bu g i
Z a d a n i e A
Z a d a n i e A
p r z e r w a n i a
C z a s
Z a c h o w a j Aa d u j
g ó r n y k o n t e k s t A g ó r n y k o n t e k s t A
d o l n y k o n t e k s t A d o l n y k o n t e k s t A
C ) P r z e r w a n i e z w y m i a n
Aa d u j Z a c h o w a j
k o n t e k s t u
g ó r n y k o n t e k s t A g ó r n y k o n t e k s t A
d o l n y k o n t e k s t A d o l n y k o n t e k s t A
P r z e r w a n i e
P r o c e d u r a o b s Bu g i
Z a d a n i e A
Z a d a n i e A
p r z e r w a n i a
C z a s
Z a c h o w a j Aa d u j
g ó r n y k o n t e k s t A g ó r n y k o n t e k s t A
d o l n y k o n t e k s t A d o l n y k o n t e k s t A
R y s u n e k 8 . O b s Bu g a p r z e r w a D p r z e z p r o c e s o r T C - 1
i n t e r r u p t c o n t r o l u n i t ) a n a s t p n i e z g Ba s z a j e d o p r o c e s o r a w c e l u u r u c h o m i e n i a w Ba [c i w e j
p r o c e d u r y o b s Bu g i p r z e r w a n i a . P r o c e s o r p o d e j m u j e w t e d y n a s t p u j c e d z i a Ba n i a 4 5 :
Z a c h o w u j e w p a m i c i g ó r n y k o n t e k s t .
B l o k u j e s y s t e m p r z e r w a D.
Z a p a m i t u j e p r i o r y t e t o b s Bu g i w a n e g o p r z e r w a n i a ( p r i o r y t e t p r z e r w a n i a s t a j e s i
p r i o r y t e t e m j e d n o s t k i c e n t r a l n e j ) .
I n i c j u j e s y s t e m o c h r o n y p a m i c i i u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h .
S i g a d o t a b l i c y w e k t o r ó w p r z e r w a D p o p i e r w s z i n s t r u k c j p r o c e d u r y o b s Bu g i
p r z e r w a n i a .
R y s u n e k 8 p o k a z u j e t r z y m o |l i w e s c e n a r i u s z e j a k i e m o |e r e a l i z o w a p r o c e d u r a o b s Bu g i
p r z e r w a n i a . W n a j p r o s t s z y m p r z y p a d k u w y s t a r c z a j e j d l a r e a l i z a c j i s w o j e g o z a d a n i a k o r z y s t a n i e
z r e j e s t r ó w a u t o m a t y c z n i e z a c h o w a n e g o k o n t e k s t u g ó r n e g o r y s u n e k 8 a . W o g ó l n y m
p r z y p a d k u p r o c e d u r a o b s Bu g i p r z e r w a n i a m u s i z a c h o w a t a k |e d o l n y k o n t e k s t r y s u n e k 8 b .
4 5 O i l e n p . s y s t e m p r z e r w a D p r o c e s o r a n i e j e s t z a b l o k o w a n y .
4 3
P r z e r w a n i e m o |e t a k |e p o w o d o w a w z n o w i e n i e w y k o n y w a n i a w c z e [n i e j r o z p o c z t e g o z a d a n i a
B r y s u n e k 8 c . W y m a g a t o n a p o c z t k u s p r o w a d z e n i a z a c h o w a n e g o w p a m i c i k o n t e k s t u
z a d a n i a B , a p r z e d z a r z u c e n i e m j e g o d a l s z e g o w y k o n y w a n i a k o n t e k s t z a d a n i a B m u s i b y
z a c h o w a n y w p a m i c i .
7 . 5 O c h r o n a p a m i c i o r a z u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h [ 2 2 ]
K i e d y s y s t e m o c h r o n y p a m i c i p r o c e s o r a T C - 1 j e s t u a k t y w n i o n y , s p r a w d z a l e g a l n o [ k a |d e g o
d o s t p u d o p a m i c i s y s t e m u . D o t y c z y t o t a k z a p i s u j a k i o d c z y t u o r a z p o b r a n i a i n s t r u k c j i . S y s t e m
t e n z b u d o w a n y j e s t w o p a r c i u o z b i ó r r e j e s t r ó w w y z n a c z a j c y c h g r a n i c e o b s z a r ó w c h r o n i o n y c h .
D l a k a |d e g o o b s z a r u c h r o n i o n e g o o k r e [l o n y j e s t t y p d o p u s z c z a l n y c h o p e r a c j i . I s t n i e j e z a w s z e
k i l k a ( o d d w ó c h d o c z t e r e c h ) t a k i c h z b i o r ó w , p r z e c h o w y w a n y c h w o b s z a r z e C S F R ( a n g . c o r e
s p e c i a l f u n c t i o n r e g i s t e r s ) . K a |d y z e z b i o r ó w r e j e s t r ó w o c h r o n y z w i z a n y j e s t z j e d n y m z
w y k o n y w a n y c h z a d a D. S y s t e m o c h r o n y p o z w a l a p r z e t r w a k l u c z o w y m d l a u r z d z e n i a
z a d a n i o m s y s t e m o w y m m i m o b Bd n e g o d z i a Ba n i a i n n y c h m n i e j i s t o t n y c h z a d a D.
S y s t e m o c h r o n y p a m i c i c h r o n i t a k |e u r z d z e n i a p e r y f e r y j n e p r z e s t r z e D a d r e s o w a u r z d z e D
p e r y f e r y j n y c h z a j m u j e d w a o s t a t n i e s e g m e n t y p r z e s t r z e n i a d r e s o w e j d a n y c h . D l a k a |d e g o
z a d a n i a o k r e [l o n y j e s t s t o p i e D u p r z y w i l e j o w a n i a w s t o s u n k u d o u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h :
U s e r - 0 M o d e : z a d a n i e n i e m a p r a w a d o s t p u d o u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h .
U s e r - 1 M o d e : z a d a n i e m a d o s t p d o w s p ó l n y c h u r z d z e D n i e o b j t y c h o c h r o n .
S u p e r v i s o r M o d e : z a d a n i e m a d o s t p d o w s z y s t k i c h z a s o b ó w s y s t e m u o r a z d o w s z y s t k i c h
r e j e s t r ó w s y s t e m o w y c h .
7 . 6 M a g i s t r a l a F P I
J e d n o s t k a c e n t r a l n a p r o c e s o r a T C - 1 Bc z y s i z u r z d z e n i a m i p e r y f e r y j n y m i u m i e s z c z o n y m i n a
t y m s a m y m c h i p i e z a p o [r e d n i c t w e m m a g i s t r a l i F P I ( a n g . f l e x i b l e p e r i p h e r i a l b u s ) . J e s t t o t o
u n i w e r s a l n a m a g i s t r a l a z 3 2 l i n i a m i a d r e s o w y m i i 6 4 l i n i a m i d a n y c h . T a k t o w a n a z e g a r e m
1 0 0 M H z m o |e p r z e s y Ba d o 8 0 0 M B / s . M a g i s t r a l F P I c h a r a k t e r y z u j e p o n a d t o :
M o |l i w o [ k o e g z y s t e n c j i d o 1 6 u r z d z e D- n a d z o r c ó w m a g i s t r a l i ( a n g . m a s t e r ) .
P r a c a s y n c h r o n i c z n a .
M o |l i w o [ t r a n s m i s j i s Bó w 8 - , 1 6 - , 3 2 - i 6 4 - b i t o w y c h .
R e a l i z a c j a p o j e d y n c z y c h p r z e s Ba D o r a z p r z e s Ba D b l o k o w y c h .
U r z d z e n i a d o Bc z a n e d o m a g i s t r a l i F P I m o g a k t y w n i e u c z e s t n i c z y w r e a l i z a c j i p r o t o k o Bu
t r a n s m i s j i ( a n g . m a s t e r ) l u b b y u r z d z e n i a m i p a s y w n y m i ( a n g . s l a v e ) , k t ó r y c h r e j e s t r y s
z a p i s y w a n e l u b o d c z y t y w a n e p r z e z u r z d z e n i a a k t y w n e .
7 . 7 P r o c e s o r p e r y f e r y j n y ( P C P )
P r o c e s o r p e r y f e r y j n y ( a n g . P C P p e r i p h e r i a l c o n t r o l p r o c e s s o r m o d u l e ) p r z e z n a c z o n y j e s t d l a
o b s Bu g i u r z d z e D z e w n t r z n y c h z a i m p l e m e n t o w a n y c h p o z a u k Ba d e m p r o c e s o r a . J e g o z a d a n i e m
j e s t n a d z o r o w a n i e t r a n s m i s j i d a n y c h o d i d o o b s Bu g i w a n y c h u r z d z e D. U k Ba d m o |e o b s Bu g i w a d o
2 5 5 k a n a Bó w l o g i c z n y c h n a z a s a d z i e o b s Bu g i |d a n i a p r z e r w a n i a . O b s Bu g i w a n y c h m o |e b y
n a w e t 6 4 u r z d z e D z e w n t r z n y c h [ 2 1 ] b e z k o n i e c z n o [c i p r z e r y w a n i a p r a c y w Ba [c i w e j j e d n o s t k i
c e n t r a l n e j . P r o c e s o r P C P m o |e p r z y t y m w y k o n y w a n a s t p u j c e z a d a n i a :
P r z e n o s i d a n e z j e d n e g o o b s z a r u p a m i c i d o d r u g i e g o l u b p o m i d z y p a m i c i a
u r z d z e n i e m z e w n t r z n y m .
P r z e n o s i d a n e p o m i d z y p a m i c i w e w n t r z n p r o c e s o r a P C P i u r z d z e n i e m
z e w n t r z n y m .
4 4
C z y t a d a n e , m o d y f i k o w a w y k o n u j c n a n i c h o p e r a c j e a r y t m e t y c z n e l u b l o g i c z n e i
z a p i s y w a w y n i k z p o w r o t e m .
P r z e n o s i d a n e z j e d n e g o m i e j s c a n a d r u g i e a | d o n a p o t k a n i a w [r ó d p r z e n o s z o n y c h
d a n y c h o k r e [l o n e j w a r t o [c i .
C z y t a d a n e , b a d a i c h w a r t o [ i p o d e j m o w a n a t e j p o d s t a w i e s t o s o w n e d z i a Ba n i a .
C z y t a d a n e i d o k o n y w a i c h a k u m u l a c j i .
W t e n s p o s ó b p r o c e s o r P C P m o |e w y k o n y w a z a d a n i a , k t ó r e w p r z e c i w n y m r a z i e m u s i a By b y
z o s t a w y k o n a n e p r z e z j e d n o s t k c e n t r a l n . N p . p r o c e s o r p e r y f e r y j n y m o |e :
Z a Ba d o w a d o r e j e s t r u u r z d z e n i a z e w n t r z n e g o s t a B w c e l u i n i c j a l i z a c j i t i m e r a .
Z m o d y f i k o w a p o j e d y n c z y b i t l u b p o l e b i t o w e w r e j e s t r z e u r z d z e n i a z e w n t r z n e g o w
c e l u u r u c h o m i e n i a p r z e t w a r z a n i a a n a l o g o w o / c y f r o w e g o .
U [r e d n i a w y n i k i p o m i a r ó w o k r e s u p r z e b i e g u .
P r o c e s o r P C P p o s i a d a s w ó j w Ba s n y u k Ba d a r b i t r a |o w y , k t ó r y w y b i e r a s p o [r ó d w s z y s t k i c h
z g Bo s z e D t o o n a j w y |s z y m p r i o r y t e c i e i i n i c j u j e j e g o o b s Bu g . P r o g r a m y r e a l i z o w a n e p r z e z
p r o c e s o r P C P m o g b y p r z e c h o w y w a n e w j e g o w Ba s n e j p a m i c i w e w n t r z n e j l u b w p a m i c i
d a n y c h i w t e d y s m u u d o s t p n i a n e z a p o [r e d n i c t w e m m a g i s t r a l i F P I .
7 . 8 E m u l a t o r s p r z t o w y
P r o c e s o r T C - 1 w y p o s a |o n y j e s t w e m u l a t o r s p r z t o w y d o Bc z o n y d o s y s t e m u z a p o [r e d n i c t w e m
m a g i s t r a l i F P I . E m u l a t o r w s p o m a g a n a s t p u j c e z a d a n i a :
Z a k Ba d a n i e p u Ba p e k s p r z t o w y c h p o d c z a s u r u c h a m i a n i a p r o g r a m ó w .
Zl e d z e n i e z a w a r t o [c i r e j e s t r ó w p r o c e s o r a o r a z p a m i c i w c z a s i e r z e c z y w i s t y m .
Zl e d z e n i e d z i a Ba n i a u r z d z e D p e r y f e r y j n y c h .
8 . P o d s u m o w a n i e
A r c h i t e k t u r a w s z y s t k i c h t y p ó w p r o c e s o r ó w w y d a j e s i c o r a z b a r d z i e j u j e d n o l i c a . P r o c e s o r y
s y g n a Bo w e p r z e j m u j f u n k c j e m i k r o k o n t r o l e r ó w , m i k r o p r o c e s o r y o g ó l n e g o p r z e z n a c z e n i a
s p e c j a l i z u j s i w w y k o n y w a n i u a l g o r y t m ó w c y f r o w e g o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w ,
m i k r o k o n t r o l e r y p r z y g o t o w y w a n e s d o p r a c y p o d k o n t r o l w i e l o z a d a n i o w e g o s y s t e m u
o p e r a c y j n e g o n p . W i n d o w s C E o r a z d o p r z e t w a r z a n i a s y g n a Bó w . B y m o |e n i e d Bu g o h a s Bo j e d e n
m i l i a r d t r a n z y s t o r ó w , j e d e n p r o c e s o r , j e d e n c h i p ( i j e d e n s y s t e m o p e r a c y j n y B i l l G a t e s ) w
k a |d y m |y r a n d o l u s t a n i e s i r z e c z y w i s t o [c i [ 1 7 ] .
L i t e r a t u r a
[ 1 ] A n d r e w S . T a n e n b a u m : O r g a n i z a c j a m a s z y n c y f r o w y c h w u j c i u s t r u k t u r a l n y m , W N T ,
W a r s z a w a 1 9 8 0
[ 2 ] M . M o r r i s M a n o , A r c h i t e k t u r a k o m p u t e r ó w , W N T , W a r s z a w a 1 9 8 8
[ 3 ] B o l e s Ba w P o c h o p i e D, A r y t m e t y k a s y s t e m ó w c y f r o w y c h , S k r y p t P o l . Zl . N r 1 5 4 8 ,
G l i w i c e 1 9 9 0
[ 4 ] S t e f a n W g r z y n : S y s t e m y s t e r o w a n e p r z e p By w e m o p e r a c j i i s y s t e m y s t e r o w a n e
p r z e p By w e m a r g u m e n t ó w , Z e s z y t y N a u k o w e P o l . Zl . , S e r i a : I n f o r m a t y k a , Z . 2 4 , G l i w i c e
1 9 9 3 , s s . 9 - 1 9
[ 5 ] S t e f a n W g r z y n : P r z y s p i e s z e n i e r e a l i z a c j i a l g o r y t m ó w w s y s t e m a c h s t e r o w a n y c h
p r z e p By w e m a r g u m e n t ó w , Z e s z y t y N a u k o w e P o l . Zl . , S e r i a : I n f o r m a t y k a , Z . 2 8 , G l i w i c e
1 9 9 4 , s s . 6 7 - 7 5
[ 6 ] h t t p : / / w w w . t i . c o m / s c / d o c s / i n t e g r a t / 9 7 d e c / d s p f i r s t . h t m l
4 5
[ 7 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 1 x / 2 x / 2 x x / 5 x A s s e m b l y L a n g u a g e T o o l s , U s e r s G u i d e , 1 9 9 5
( S P R U 0 1 8 D )
[ 8 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 5 x U s e r s G u i d e , 1 9 9 6 ( S P R U 0 5 6 C )
[ 9 ] N a t S e s h a n , H i g h V e l o c i T I P r o c e s s i n g , I E E E S i g n a l P r o c e s s i n g M a g a z i n e , V o l . 1 5 , N o 2 ,
m a r z e c 1 9 9 8 , s s . 8 6 - 1 0 1
[ 1 0 ] T s u h a n C h e n [ e d . ] , V L S I D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n F u e l s S i g n a l - P r o c e s s i n g
R e v o l u t i o n , I E E E S i g n a l P r o c e s s i n g M a g a z i n e , V o l . 1 5 , N o 1 , s t y c z e D 1 9 9 8 , s s . 2 2 - 3 7
[ 1 1 ] M a n f r e d S c h l e t t , T r e n d s i n E m b e d d e d - M i c r o p r o c e s o r D e s i g n , C o m p u t e r , V o l 3 1 , N o 8 ,
s i e r p i e D 1 9 9 8 , s s . 4 4 - 4 9
[ 1 2 ] C a r o l e D u l o n g , T h e I A - 6 4 A r c h i t e c t u r e a t W o r k , C o m p u t e r , V o l 3 1 , N o 7 , l i p i e c 1 9 9 8 ,
s s . 2 4 - 3 2
[ 1 3 ] J e n n i f e r E y r e , J e f f B i e r , D S P P r o c e s s o r s H i t t h e M a i n s t r e a m , C o m p u t e r , V o l 3 1 , N o 8 ,
s i e r p i e D 1 9 9 8 , s s . 5 1 - 5 9
[ 1 4 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 6 2 x x C P U a n d I n s t r u c t i o n S e t R e f e r e n c e G u i d e , s t y c z e D
1 9 9 7 ( S P R U 1 8 9 A )
[ 1 5 ] D o u g M a t z k e , W i l l P h y s i c a l S c a l a b i l i t y S a b o t a g e P e r f o r m a n c e G a i n s ? , C o m p u t e r , V o l
3 0 , N o 9 , w r z e s i e D 1 9 9 7 , s s . 3 7 - 3 9
[ 1 6 ] K e i t h D i e f e n d o r f f , P r a d e e p K . D u b e y : H o w M u l t i m e d i a W o r k l o a d s W i l l C h a n g e
P r o c e s s o r D e s i g n , C o m p u t e r , V o l 3 0 , N o 9 , w r z e s i e D 1 9 9 7 , s s . 4 3 - 4 5
[ 1 7 ] Y a l e N . P a t t , M a r i u s E v e r s , D a n i e l H . F r i e n d l y , J a r e d S t a r k : O n e B i l l i o n T r a n s i s t o r s , O n e
U n i p r o c e s s o r , O n e C h i p , C o m p u t e r , V o l 3 0 , N o 9 , w r z e s i e D 1 9 9 7 , s s . 5 1 - 5 7
[ 1 8 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 6 2 x x P e r i p h e r a l s R e f e r e n c e G u i d e , s t y c z e D 1 9 9 7 ,
( S P R U 1 9 0 )
[ 1 9 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 6 2 x x P r o g r a m m e r s G u i d e , s t y c z e D 1 9 9 7 , ( S P R U 1 9 8 )
[ 2 0 ] T e x a s I n s t r u m e n t s , T M S 3 2 0 C 6 x O p t i m i z i n g C C o m p i l e r U s e r s G u i d e , s t y c z e D 1 9 9 7 ,
( S P R U 1 8 7 A )
[ 2 1 ] S i e m e n s A . G . , T r i C o r e A r c h i t e c t u r e O v e r v i e w H a n d b o o k , 2 2 l u t y 1 9 9 9
[ 2 2 ] S i e m e n s A . G . , T r i C o r e A r c h i t e c t u r e M a n u a l , 1 4 g r u d z i e D 1 9 9 8
[ 2 3 ] I n t e l , U s i n g M M X * T e c h n o l o g y I n s t r u c t i o n s t o C o m p u t e a 1 6 - B i t F I R F i l t e r , A p p l i c a t i o n
N o t e A P - 5 5 9 , h t t p : / / d e v e l o p e r . i n t e l . c o m / d r g / m m x / A p p N o t e s / A P 5 5 9 . h t m
[ 2 4 ] I n t e l , M M X T e c h n o l o g y T e c h n i c a l O v e r v i e w ,
h t t p : / / d e v e l o p e r . i n t e l . c o m / d r g / m m x / M a n u a l s / o v e r v i e w / i n d e x . h t m
[ 2 5 ] J e f f S t e v e n s : D S P s i n C o m m u n i c a t i o n s , I E E E S p e c t r u m , w r z e s i e D 1 9 9 8 , s s . 3 9 - 4 6
[ 2 6 ] C h r i s t o p h e r I n a c i o , D e n i s e O m b r e s : T h e D S P D e c i s i o n : F i x e d P o i n t o r F l o a t i n g ? , I E E E
S p e c t r u m , w r z e s i e D 1 9 9 6 , s s . 7 2 - 7 4
[ 2 7 ] E d w a r d A . L e e , D a v i d G . M e s s e r s c h m i t t , D i g i t a l C o m m u n i c a t i o n , K l u w e r A c a d e m i c
P u b l i s h e r s , 1 9 9 4
[ 2 8 ] J o h n G . P r o a k i s : D i g i t a l C o m m u n i c a t i o n s , M c G r a w H i l l , 1 9 9 5
[ 2 9 ] I a n G l o v e r , P e t e r G r a n t : D i g i t a l C o m m u n i c a t i o n s , P r e n t i c e H a l l I n c . , 1 9 9 8
[ 3 0 ] J a c e k I z y d o r c z y k , G r z e g o r z P Bo n k a , G r z e g o r z T y m a : T e o r i a s y g n a Bó w , w s t p ,
W y d a w n i c t w o H e l i o n , G l i w i c e 1 9 9 9
[ 3 1 ] A n a l o g D e v i c e s : A S D P - 2 1 0 0 F a m i l y U s e r s M a n u a l , 1 9 9 5
[ 3 2 ] Z S P C o r p o r a t i o n : T h e Z S P 1 6 4 0 1 D i g i t a l S i g n a l P r o c e s s o r , P r o d u c t N o t e v 0 . 6 , 2 7 m a r z e c
1 9 9 8
[ 3 3 ] G r z e g o r z P Bo n k a , G r z e g o r z T y m a : L a b o r a t o r i u m C y f r o w e g o P r z e t w a r z a n i a S y g n a Bó w
I n s t y t u t u E l e k t r o n i k i P o l i t e c h n i k i Zl s k i e j , P r z e g l d T e l e k o m u n i k a c y j n y + W i a d o m o [c i
T e l e k o m u n i k a c y j n e , n r 1 0 , 1 9 9 6
4 6
[ 3 4 ] A n a l o g D e v i c e s : A D S P - 2 1 1 6 0 T e c h n i c a l S p e c i f i v a t i o n , R e v 3 . 0 , 2 4 l u t y 1 9 9 9
[ 3 5 ] I n t e l : P 6 F a m i l y o f P r o c e s s o r s H a r d w a r e D e v e l o p e r s M a n u a l , w r z e s i e D 1 9 9 8
[ 3 6 ] h t t p : / / w w w . c y r i x . c o m / h t m l / p r o d u c t s / m i i / i n d e x . h t m
[ 3 7 ] A d v a n c e d M i c r o D e v i c e s : A M D - K 6 D a t a S h e e t , 1 9 9 8
4 7
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