64213 (Выбор логической структуры процессора), страница 3

└────────┴────┴────┘

0 15

Команда CR производит сравнение содержимого (R2) и (R1) и

устанавливает признак результата в соответствии с этой разностью.

Содержимое регистров остается неизменным.

РК ВО ОП ЗР Т = 4*Тм

└────┴────┴────┴────┘ Т =

15) Операция сдвига влево/вправо (регистр-память):

┌────────┬────┬────┬────┬────────────┐

│ КОП │ R1 │ │ В2 │ D2 │ SLL R1,D2(B2)

└────────┴────┴────┴────┴────────────┘

0 31

Команда SLL производит сдвиг содержимого регистра R1 влево на

количество разрядов, указанное как адрес второго операнда.

Принимается средне вероятное значение сдвига на 3 разряда.

РК ВА ВК ЗР Т = 6*Тм

└────┴────┴---------┴────┘ Т =

16) Определим время Тп, исходя из таблицы значений зависимости

вероятности обращения к буферной памяти от ее емкости:

Таблица 1.

┌──────────────────────────────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐

│ Емкость буферной памяти (Кб) │ 2 │ 4 │ 8 │ 16 │ 32 │ 64 │128 │

├──────────────────────────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ Вероятность обращения (р) │ 90 │ 92 │ 94 │ 96 │ 97 │ 98 │ 99 │

└──────────────────────────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

Время обращения к памяти будем определять условно в количестве

машинных тактов и исходя из следующего выражения:

Тп = р*Тб + (1-р)*Тц; Тп =

где р - вероятность нахождения информации в кэш-памяти;

Тб - цикл обращения буферной памяти;

Тц - цикл обращения основной памяти.

РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОРА:

Таблица 2.

┌───┬────────────────────────┬───────┬─────────────┬──────────────┐

│ NN│ Наименование │ Вес │Длитель.(такт) Среднее знач.│

│ пп│ и тип операции │команды├──────┬──────┼──────┬───────┤

│ │ │ % │б/совм│совмещ│такт*%│ мкс*% │

├───┼────────────────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼───────┤

│ 1.│Загрузка:память-регистр │ 12.4 │ │ │ │ │

│ 2.│ регистр-память │ 6.2 │ │ │ │ │

│ 3.│ регистр-регистр│ 21.6 │ │ │ │ │

│ │Сложение/вычитание: │ │ │ │ │ │

│ 4.│ ф.зпт, регистр-регистр│ 14.4 │ │ │ │ │

│ 5.│ ф.зпт, регистр-память │ 8.5 │ │ │ │ │

│ 6.│ пл.зпт, регистр-регистр│ 6.4 │ │ │ │ │

│ 7.│ пл.зпт, регистр-память │ 3.5 │ │ │ │ │

│ │Умножение: │ │ │ │ │ │

│ 8.│ ф.зпт, регистр-регистр│ 1.8 │ │ │ │ │

│ 9.│ пл.зпт, регистр-регистр│ 2.6 │ │ │ │ │

│ │Деление: │ │ │ │ │ │

│10.│ ф.зпт, регистр-регистр│ 0.6 │ │ │ │ │

│11.│ пл.зпт, регистр-регистр│ 1.2 │ │ │ │ │

│ │Условный переход: │ │ │ │ │ │

│12.│ успешный │ 10.4 │ │ │ │ │

│13.│ неуспешный │ 2.2 │ │ │ │ │

│ │Логические операции: │ │ │ │ │ │

│14.│ сравнение (ф.зпт) │ 4.8 │ │ │ │ │

│15.│ сдвиг (на 3 разряда) │ 3.4 │ │ │ │ │

├───┼────────────────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼───────┤

│ │ Суммарное значение │ │ -- │ -- │ │ │

└───┴────────────────────────┴───────┴──────┴──────┴──────┴───────┘

Среднее время выполнения команды (такт): Тст = Ткт/100

Тст =

Производительность процессора (ком/такт): Пт = 1/Тст

Пт =

Требуемый машинный такт (мкс): Тм є Пт/Пз

Тм =

Среднее время выполнения команды (мкс): Тсм = Ткм/100

Тсм =

Реальная производительность процессора (млн.ком/с): Пр = 1/Тсм

Пр =

Технико-экономическая эффективность (ком/с*руб): Р = Пр/Ср

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Результаты разработки процессора ЭВМ Единой системы заданной

производительности показывает, что для данного уровня производитель-

ности технически и экономически целесообразным является использование

элементной базы, позволяющей иметь машинный такт не более 60 нс,

совмещенная обработка, при которой можно выполнять одновременно до 5

команд, и использование сверхоперативной буферной памяти емкостью не

менее 64 Кбайт. Применение других методов ускорения операций:

совмещение на этапе выполнения операции - получение промежуточных

результатов (полусумм и поразрядных переносов); реализация операций

умножения/деления на специальном устройстве с конвейерной обработкой

и др., не целесообразно.