2. Структурная схема разрабатываемой системы

Рис. 1

Структура обобщенной рабочей станции показана на рис. 1 и содержит ЦП, сопроцессор с плавающей точкой, кэш-память команд, кэш-память данных и графический сопроцессор, который работает на внутреннюю шину. На системную шину работают оперативная память, котроллеры ввода-вывода, котроллер локальной сети (ЛС), а также контроллеры гибкого и жесткого дисков. Основная память выполняется на кристаллах динамической памяти большой емкости.

3. Описание архитектуры на регистровом уровне

3.1. Центральный процессор

Центральный процессор содержит 32 регистра. Все регистры являются 64-х разрядными. Для поддержки данных с меньшей разрядностью в систему команд введены специальные команды, преобразования данных.

При выполнении специальных команд можно устанавливать регистр флажков (рис. 2). Значения бит этого регистра следующие:

Status	Z	C	S	I	O	T	U	0
	7	6	5	4	3	2	1	0

Рис. 2

Z – признак нулевого результата;

С – признак переноса из старшего разряда;

S – знак результата;

O – признак переполнения результата;

I – разрешение прерывания;

T – пошаговый режим;

U – режим супервизор/пользователь.

Биты 8–15 содержат код причины, по которому вызвана программа обработки исключительной ситуации.

Кроме описанных регистров в центральном процессоре существуют регистры для работы с виртуальной памятью.

3.2. Сопроцессор

Сопроцессор содержит 32 регистра R32...R63 по 64 разряда каждый.

Кроме этих регистров сопроцессор содержит регистр флажков и управления, работа с которыми производится специальными командами.

Регистры флажков и управления приведены на рис. 3.

Значения бит:

B – бит занятости сопроцессора,

Z – признак нуля результата;

S – знак результата;

O – переполнение;

I – разрешение прерывания исключительной ситуации;

RC – режим округления:

00 – в минус бесконечность

01 – в плюс бесконечность

10 – к ближайшему целому

11 – в сторону нуля.

FPA	B	Z	S	O	I	0	RC
	7	6	5	4	3	2	1	0

Рис. 3

3.3. Форматы данных

Поддерживаются 8, 32 и 64-битные числа с фиксированной точкой и 32 и 64-разрядные числа с плавающей точкой, показанных на рис. 4.

Рис. 4

3.4. Форматы команд

Все команды представляются с использованием трех форматов команд, показанных на рисунках 5, 6 и 7.

Команды с тремя операндами содержат следующие поля:

• Esp – определяет, принимает ли участие сопроцессор в выполнении команды.

• КОП – содержит код операции.

• REC – приемник; содержит число, определяющее номер используемого регистра (0 соответствует R0, …, 31 соответствует R31).

• SR1 – первый источник.

• SR2 – второй источник.

• SR3 – третий источник.

• SR4 – четвертый источник.

• Pопределяет над какой частью регистра выполняется операция, хранящаяся в КОП:

0. – над битами 7-0 или 39-32;

1. – над битами 15-8 или 47-40;

10. – над битами 23-16 или 55-48;

11. – над битами 31-24 или 63-56.

В командах, использующих относительную адресацию, P является 8-ым и 9-ым битом Imm.

• Imm задает непосредственный операнд. Команды второго типа используются для образования команд переходов.

(1)	(6)						(5)					(5)					(5)					(2)		(8)
Esp	КОП						REC					SR1					SR2					P		Imm
31	30					25	24				20	19				15	14				10	9	8	7							0

Рис. 5

(1)	(6)						(5)					(20)
Esp	КОП						С					Imm
31	30					25	24				20	19																			0

Рис. 6

(1)	(6)						(5)					(5)					(5)					(5)					(5)
Esp	КОП						REC					SR1					SR2					SR3					SR4
31	30					25	24				20	19				15	14				10	9				5	4				0

Рис. 7