Сигнал процессорларининг архитектурси ва хотирсини ташкил этиш Сигнал процессорлар хотирасининг ташкил этилиши
Download 276.93 Kb. Pdf ko'rish
|
15-Maruza
|
Сигнал процессорларининг архитектурси ва хотирсини ташкил этиш Сигнал процессорлар хотирасининг ташкил этилиши Хотирани ташкил этишнинг анъанавий схемаларида (масалан, серверлар ѐки персонал компьютерлар учун) барча эслаб қолувчи қурилмалар процессорли, ички ва ташқи бўлиши мумкин. СП архитектурасида хотирага муҳим роль ажратилган, чунки СПда нисбатан секин ишловчи ташқи қурималар йўқ. Сигнал процессорларнинг асосий хотираси процессор кристалли ичига йиғилган, шунинг учун ташқи хотира деганда тизимли платада жойлашган, чиплар кўринишидаги хотира назарда тутилади. Процессор буйруқларининг чекланган сони, юқори тезликда ишлов бериш талаблари, кўп сонли бир типдаги МАС – амаллар СРИБ тизимларида хотирадан фойдаланишнинг ўзига хос хусусиятларини белгилайди. СП хотирасининг ташкил этилишини яхшироқ тушиниш учун хотирани процессорларнинг гарвард архитекурасига асосланган жойлаштириши икки даражасини кўриб чиқиши мумкин. Процессор кристаллида буйруқлар хотираси ва маълумотлар хотираси жойлаштирилган. Бу сигнал процессорнинг ички хотираси. У нисбатан кичик сиғим ва юқори таъсирга эга. Процессор кристаллига нисбатан ташқи хотира анча катта сиғим, бироқ кичик таъсирга эга. Кеш-хотира ички хотира категориясига киради, лекин мустақил функцияларни бажаради. Ички хотира ОЗУ (RAM – Random Access Memory) ва ПЗУ доимий хотира (ROM – Read Only Memory)дек ташкил этилади. Улар хотиранинг манзилланадиган турига киради, чунки ячейкалар массиви кўринишида бажарилган ва исталган ячейкага мурожаат эркин кетма-кетликда амалга оширилиши керак. Манзилланадиган ячейка мустақил модуллар кўринишида ташкил этилади, уларнинг ҳар бири процессор билан кўп разрядли ички шиналар орқали боғланган. Бундай қурилиш иккала операндни бир вақтнинг ўзида ўқиш ва олдин қўлга киритилган натижани ѐзиш, яъни МАС – амални амалга ошириш имконини беради. Ички хотирада дастурлар, маълумотлар ва турли константалар сақланади. Хотирани маълумотлар хотираси ва дастурлар хотираси, шунингдек турли блокларга бўлиш ҳақидаги илгари келтирилган фикрлар процессорларнинг ички хотирасига тегишли. Ташқи хотирага мурожаат учун барча процессорларда умумий шиналар комплекти – манзил шинаси қўлланилади, улар орқали зарур бўлганда буйруқлар ва маълумотлар узатилади. Бу процессорнинг ташқи чиқишлари сонини минималлаштириш ва СП аппарат қисмини соддалаштириш талабидан келиб чиққан. Ташқи хотира ҳам ички хотира каби ОЗУ ва ПЗУ блокларига эга бўлиши мумкин. Ташқи хотира процессорга нисбатан ячейка ва алоҳида қисмлари фақат манзиллар бўйича фарқланадиган ягона хотира майдонидек кўриб чиқилади. Агар процессорда умумий хотирани маълумотлар хотираси ва буйруқлар хотирасига, шунингдек маълумотлар хотирасини блокларга (масалан, маълумотлар хотираси Х ва маълумотлар хотираси У) бўлиш кўзда тутилган бўлса, ташқи хотирадаги ушбу блоклар фақат манзиллар соҳаси билан фарқ қилиши мумкин. Кўрсатилган блоклар конфигурацияси фойдаланувчи томондан аниқланади ва одатда у ѐки бу бошқариш регистрларига ѐзилади. Битта манзилли маълумот шиналар комплекти бўлганда процессор ишининг битта цикли давомида ташқи хотирага фақат битта мурожаат бўлиши мумкин. Агар бажарилаѐтган дастурга биноан кўпроқ мурожаатлар талаб қилинса, буйруқларни бажариш конвейри ва навбатдаги буйруқни ишлаш тутилиб қолиш конфлекти рўй беради. Жорий буйруқларни бажаришда, (айниқса конвеер усулида ишлов беришда), МАС – амалларни бажаришда кеш-хотира қўлланилади. Бу буферли, манзилланмайдиган ва программист кира олмайдиган, тез таъсир қилувчи хотира. Кеш-хотира процессор ва тизим хотираси ўртасида буфер сифатида фойдаланилади. У ички хотирадан ўқиладиган ахборотни, энг аввало кодлар буйруқларини оралиқ эслаб қолиш учун қўлланилади. Ўқиш учун энг аввало кеш-хотирага мурожаат бажарилади. Агар керакли маълумотлар у ерда бўлмаса, асосий ички ѐки ташқи хотирага мурожаат амалга оширилади ва қўлга киритилган маълумотлар, шунингдек, кеш-хотирага ҳам жойлаштирилади. Кеш- хотирадан фойдаланишнинг фойдаси шундаки, сигналларни рақамли ишлаш кўпчилик амалий дастурлари циклик характерга эга. Асосий дастурга биринчи мурожаатдан сўнг кешга (унинг хажми етарлича бўлса) дастурнинг барча циклик такрорланувчи буйруқлари тушади, уларни бажариш учун асосий хотирага мурожаат қилиш шарт эмас. Кеш-хотиранинг унча катта бўлмаган самарасига “секин” ташқи хотира дастурини сақлаш учун фойдаланганда эришилади. Кеш кўпинча ассоциатив тамойил бўйича ишлайди, бунда унинг ячейкасида нафақат маълумотлар сўзи, балки ушбу сўзни асосий хотирага жойлаштириш манзили ҳам жойлаштирилади ва шу манзил бўйича ахборот изланади. Ўз навбатида кеш-хотира буйруқлар-кеши ва маълумотлар-кешига бўлинади. Сигнал процессорларнинг ҳар хил турлари ўртасида маълумотларни алмашлашнинг умумий схемаси 8.4-расмда келтирилган. СП ички хотираси кеш-буйруқлар, маълумотлар кеши ва маълумотлар оператив хотира қурилмасининг (ОХҚ) доимий хотира қурилмасини (ДХҚ) ўз ичига олади. Ташқи хотира таркибига амалий ишлов бериш датурлари, жадвал маълумотлари, барча мумкин константалар киради. Кеш-хотира катта узунликка эга сатрлардан тузилган, ҳар бир сатр оператив хотира сўзларининг К узунлика эга, яъни кеш-хотиранинг битта сатрида оператив хотирадан битта маълумотлар блоки жойлаштирилади. Оператив хотиранинг хажми кешдаги сатрлар сонидан анча катта бўлганлиги сабабли оператив хотиранинг маълумотлар блоки кешнинг бўш сатрида жорий режимда жойлаштирилади. Кешнинг ушбу сатрида оператив хотиранинг қайси блоки жойлаштирилганлиги тўғрисидаги маълумот кеш- хотира сатрининг махсус разрядида мавжуд. Буйруқлар ва маълумотлар кеш-хотирасидан ташқари ички хотирада маълумотлар оператив хотирасининг ОХҚ ва ДХҚ буйруқлар блоки жойлаштирилади. Периферия узеллардан дастлабки маълумотлар ички хотирасига тўғридан-тўғри ХБМ хотирасига кириш режимида юкланади. Бажариладиган дастурлар ва қўшимча маълумотлар ташқи хотирага периферия узеллардан оддий киритиш режимида киритилади. СРИБ алгоритмларини бажаришда тез ҳисоблашларни ташкил этиш бир неча хотира блоки шиналарнинг ривожланган тизимли процессор архитектурасини талаб қилади. Асосий кўпайтириш МАС – амални бажариш учун буйруқни ва иккита кўпайтувчини танлаш учун хотирага уч марта мурожаат қилиш талаб қилинади. Кўпчилик процессорларнинг архитектураси шунга йўналтирилган, бироқ самарали ҳисоблашларни ташкил этиш учун мустақил хотира блокларининг тури ва сони эмас, балки хотирага параллел киришни ташкил этиш имконияти муҳим ҳисобланади. Хотирани ҳар хил турларини ташкил этишни кенг қўлланилувчи TMS сигнал процессорлари мисолида кўриб чиқамиз. П фирмасининг TMS 320С30дан бошлаб умумий манзилли хотира майдонига эга. Ички хотира блокларини турли маълумотлар ўртасида тақсимланиши фойдаланувчи томонидан бажарилади, ушбу блокларга кириш эса бир неча бор шиналар бўйича амалга оширилади. С6000 оиласи процессорлари (TMS 3206620х ва TMS 320С640х) хотиранинг мураккаброқ ташкилотига эга. Улар ажратилган ички дастурлар хотираси ва маълумотлар хотирасига эга. Ички дастурлар хотираси оддий манзилланадиган дастурлар хотираси ва дастурлар кешидек ишлаши мумкин (8.5-расм). Кеш ўз навбатида бир неча иш режимига эга. Оддий режим – бу процессор ва ташқи хотира ўртасида дастурлар кеши. Бунда қуйидагилар бажарилади: берилган манзил бўйича ўқиш кешдан амалга оширилади. Агар кешда керакли ахборот бўлмаса, маълумотларни ўқиш, уни кешга ѐзиш ва процессорга узатиш ташқи хотирадан амалга оширилади. Худди шу буйруқларга қайта мурожаат қилинганда ўқиш тўғридан-тўғри кешдан амалга оширилади. Ички хотира икки даражали кешга эга. Кешнинг L1 биринчи даражаси дастурлар ва маълумотлар учун алоҳида қисмлардан ташкил топади. Кўрсатилган кеш иккита контроллер (К) билан (дастурлар кеши ва маълумотлар кеши учун) бошқарилади. Процессор дастурлар кеши билан PD (program data) ва PA (program adress) шиналари орқали боғланган. Процессорнинг маълумотлар кеши билан алоқаси DA (data adress), ST (store data) ва LD (load data) шиналар комплекти орқали амалга оширилади. Маълумотлар ва дастурлар учун умумий бўлган иккинчи даражали L2 кеши ўз контроллери билан бошқарилади. У процессорнинг ташқи хотираси билан кенгайтирилган ХБМ контроллери ва ташқи хотира интерфейси орқали боғланади. ХБМ контроллери L2 кешига маълумотларни турла периферия қурилмалари, жумладан, киритиш/чиқариш кетма-кет портлари орқали юклаш имконини беради. С2х, С54х, С55х оиласининг стандартли ва мукаммаллаштирилган стандарт архитектурали TMS 320 процессорларининг ички хотирасини ташкил этишнинг айрим хусусиятларини қайд этиш лозим. Ушбу барча процессорларнинг ички хотирасигабир неча блокларни ўз ичига олади, улар дастурий тарзда дастурлар хотираси ва маълумотлар хотираси ҳудудига киради. Бундан ташқари, ушбу блоклар тез таъсир параметрлари билан фарқ қилади – улар SARAM (single access RAM), DARAM (dual access RAM)дек таснифланади, яъни бирламчи ва икқиламчи киришли хотирадек. Тегишли равишда SARAM блоки процессор кеш такти вақтида хотирага битта мурожаат, DARAM блоки эса бир тактда иккита мурожаатга йўл қўяди. DARAM блокида хотирага мурожаат вақти тактнинг ярмини ташкил этади, бу вазиятда, тактнинг биринчи ва иккинчи ярмида иккита мурожаат бўлиши мумкин. DARAM блокларининг қўлланилиши TMS 320 процессорлари учун муҳим. Ушбу сигналларга ишлов беришнинг рақамли процессорларининг буйруқлар тизими кўп сонли комбинациялаштирилган буйруқлар ва унда хотира ячейкалари манзилланадиган буйруқларни ўз ичига олади. Бундан ташқари, буйруқлар турли узунликка эга. Икқиламчи киришли блоклар зарур вазиятларда буйруқларга битта блокда жойлашган иккита операндни танлаш имконини беради. Буйруқлар конвейрли бажарилаѐтганда битта блокка бир вақтнинг ўзида (бироқ иккита кетма-кет бажариладиган буйруқларнинг турли босқичларида) мурожаат талаб қилиниши мумкин. Агар икқиламчи киришли блокка мурожаат қилинаѐтган бўлса, буйруқлар тутилишларсиз бажарилади. Агар мурожаат SARAM туридаги блокка амалга оширилаѐтган бўлса, конвеер ва буйруқларни бажариш тутилиши конфликти юз беради. Download 276.93 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|