5. Форматы данных
В процессоре могут использоваться числа с фиксированной точкой (ФТ.) и плавающей точкой (ПТ).
5.1 Целые числа
Целые числа могут быть либо со знаком, либо без знака, если число со знаком, то старший его бит определяет знак данного числа.
Таблица 3. Представление чисел с ФТ
|
16-разрядное число (полуслово)
|
15 …………………… 0 S ……………………
| ||||||
|
32-разрядное число (слово)
|
31 ……………………. 0 S …………………….
| ||||||
|
64-разрядное число (двойное слово)
|
63 ……………………. 0 S …………………….
|
Числа со знаком хранятся в дополнительном коде.
ДопКод(x) = x, если x>=0 и (2k - |x|), если x<0, где k – количество разрядов в ячейке, отведенное под число.
Целые без знака используют так же для представления адресов.
5.2 Числа в формате с плавающей точкой (пт)
Для представления чисел с ПТ в работе использован стандарт IEEE 754.
Таблица 4. Представление чисел с ПТ
|
32-разрядное число в формате с ПТ (одинарная точность)
|
31 30……23 22……0 ± Порядок Мантисса | ||||||
|
64-разрядное число в формате с ПТ (двойная точность)
|
63 62……52 51……0 ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Нормализованное число
|
0<Exp<Max Любой
набор битов ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Ненормализованное число
|
0 Любой
набор битов ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Нуль
|
0 0 ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Бесконечность(+∞,-∞)
|
11…1 0 ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Не число
|
11…1 Кроме
0 ± Порядок Мантисса | ||||||
|
Неопределенность
|
11…1 1000…0 ± Порядок Мантисса |
6. Формат команд
В разрабатываемой архитектуре RISC-процессора будет использоваться один формат команд.
|
31…26 |
25…20 |
19…14 |
13…0 |
|
COP |
R0 |
R1 |
DIS |
Назначение полей формата команды:
COP – 6-разрядное поле кода операции;
R0 – 6-разрядное поле номера первого регистра. Роль этого регистра (источник или приемник) зависит от команды;
R1 – 6-разрядное поле номера второго регистра. Роль этого регистра зависит от команды;
DIS – 14-разрядное поле для работы c памятью, В нём храниться смещение
7. Структурная схема разрабатываемой системы
Структура обобщенной рабочей станции показана на рисунке 1 и содержит ЦП, кэш- память команд, кэш- память данных, которые работают на внутреннюю локальную шину. На системную шину работают основная оперативная память, контроллеры ввода-вывода, контроллер локальной сети, а так же контроллер гибкого и жесткого дисков. Основная память выполняется на кристаллах динамической памяти большой емкости. Контроллер памяти обеспечивает, в частности процедуру регенерации памяти. Системная шина включает в себя шину адреса, шину данных и управляющие линии.
Рисунок 1.
Структурная схема разрабатываемой системы