Проектирование процессора с плавающей точкой

Министерство Образования

Российской Федерации

РГРТА

Кафедра ЭВМ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Организация ЭВМ и систем»

по теме

«Проектирование процессора с плавающей точкой»

Выполнил студент гр.343

Савченко Н.

Проверил:

Юдинцев А.С.

Рязань 2004

Содержание

Техническое задание

Введение

1. Описание команд

1.1. FMul ST, ST(i) - умножение

1.2. FSt m32real - сохранение

2. Форматы данных

2.1. Внутренний формат

2.2. Внешний формат

2.3. Пример формата m80real

2.4. Пример формата m32real

3. Программная модель процессора

4. Блок – схема процессора

5. Алгоритмы операций

5.1. Алгоритм операции FMulSt,St(i)

5.2. Алгоритм операции FSt m32real

6. Структурные схемы блоков процессора

6.1. Блок памяти

6.2. Блок преобразования форматов

6.3. Блок регистров

6.4. Блок обработки данных (блок умножения)

6.5. Блок микропрограммного управления

7. Моделирование операции FMul St,St(i)

Заключение

Список использованных источников

Техническое задание

FMul ST, ST(i) - умножение.

Команда умножения умножает операнды источника и получателя и возвращает произведение в получатель.

ST ← ST * ST(i)

Оба операнда находятся в регистровом стеке в формате 80real.

Умножение с анализом младшего бита множителя со сдвигом множимого.

Особые случаи: P, U, O, D, I.

FStm32real - сохранение.

m32real ← ST

Особые случаи: P, U, O, D, I.

Емкость ОП 4 Кбайт.

Длина слова памяти 128 бит.

Введение

С появлением процессора i486 и его сопроцессора FPU – сопроцессора с плавающей точкой, работа с вещественными числами стала аппаратной, а не программной задачей. Производительность ЭВМ увеличилась. Возможности использования ЭВМ в бухгалтерии и многих других областях деятельности человека дали толчок массовому внедрению их в повседневную жизнь. Были переписаны многие программы, компиляторы. Освоение архитектуры, принципов работы сопроцессора FPU стало для программистов едва ли не основной задачей.

В данной работе описываются команды, форматы данных ППТ, программная модель и почти все блоки процессора, рассматриваются алгоритмы выполнения заданных операций, а также моделирование одной арифметической операции на модели микропрограммируемого процессора (MICRO).

1. Описание команд

1.1. FMulST, ST(i) - умножение.

Команда умножения умножает операнды источника и получателя и возвращает произведение в получатель.

ST ← ST * ST(i)

Оба операнда находятся в регистровом стеке в формате 80real.

Умножение с анализом младшего бита множителя со сдвигом множимого.

Особые случаи:

P - неточный результат;

U - антипереполнение;

O - переполнение;

D - денормализованный операнд;

I - недействительная операция.

Формат команды представлен на рисунке 1.1

Адрес второго операнда определяется полем ST(i), которое принимает значения от 000 до 111, где 000 – вершина стека, 111 – восьмой элемент регистрового стека.

Бит R показывает, возвращается ли результат в вершину стека. В данном случае R = 0.

Бит P указывает, что после операции производится извлечение из стека. P = 0, так как извлечения нет.

1.2. FStm32real- сохранение.

Команда FSt m32real передает значение из регистра ST в ОП. Содержимое ST остается неизменным.

Особые случаи:

P - неточный результат;

U - антипереполнение;

O - переполнение;

D - денормализованный операнд;

I - недействительная операция.

Формат команды представлен на рисунке 1.2

Адрес операнда m32real определяется полями mod, r/m, SIB, Disp. Адрес вычисляется целочисленным процессором. К началу операции он уже сформирован. Бит [0] первого байта команды определяет тип операции.

В данном случае Бит [0] = 1 – передача данного из стека в память.

Поле MF определяет тип операнда. При m32realMF = 00.

2. Форматы данных

2.1. Внутренний формат.

Во внутренних операциях процессор с плавающей точкой (ППТ) использует представление вещественных чисел в формате с расширенной точностью (РТ, m80real) (рис.2.1). Длина формата 80 бит.

Значащие цифры числа находятся в поле мантиссы (М). Длина мантиссы 64 бита. Поле порядка (E) показывает фактическое положение двоичной точки в разрядах мантиссы. Длина порядка 15 бит. Бит знака (S) определяет знак числа. Мантисса представлена в прямом коде. Порядок задается в смещенной форме; он равен истинному порядку (П), увеличенному на значение смещения – смещ РТ = 16383:

E = П + смещ РТ

Истинный порядок изменяется от –16382 до 16383. Порядки 000…0b и 111…1b зарезервированы для специальных значений. Числа в формате РТ имеют явный бит F0.

Значение числа в формате РТ равно .

2.2. Внешний формат.

В данном курсовом проекте рассматривается один внешний формат m32real – формат обычной точности (ОТ) (рис.2.2). Длина формата 32 бита.

Значащие цифры числа находятся в поле мантиссы (М). Длина мантиссы 23 бита. Поле порядка (E) показывает фактическое положение двоичной точк

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать