Motorola 68881 - Motorola 68881

Motorola 68881 FPU

Motorola 68881 и Motorola 68882 являются плавающей точкой единиц (FPUs) , используемые в некоторых компьютерных системах в сочетании с 32-битными компании Motorola 68020 или 68030 микропроцессоров. Эти сопроцессоры представляют собой внешние микросхемы, разработанные до того, как математика с плавающей запятой стала стандартом для процессоров. Motorola 68881 был представлен в 1984 году. 68882 - это более производительная версия, выпущенная позже.

Обзор

FPU Motorola 68882

ЦП 68020 и 68030 были разработаны с учетом отдельного чипа 68881. Их наборы команд зарезервировали инструкции «F-line» - то есть все коды операций, начинающиеся с шестнадцатеричной цифры «F», могут быть либо перенаправлены на внешний сопроцессор, либо использоваться в качестве «ловушек», которые генерируют исключение , передавая управление контроллеру. операционная система компьютера . Если FPU отсутствует в системе, ОС затем либо вызовет эмулятор FPU для выполнения эквивалента инструкции, используя программный код на основе целых чисел 68020, либо вернет программе ошибку, либо завершит программу, либо выйдет из строя и потребует перезагрузки.

Архитектура

Умереть от Motorola 68881

68881 имеет восемь 80- битных регистров данных (64-битная мантисса плюс знаковый бит и 15-битная экспонента со знаком). Он позволяет использовать семь различных режимов числового представления, включая одинарную точность, двойную точность и расширенную точность, как определено стандартом IEEE с плавающей запятой, IEEE 754 . Он был разработан специально для вычислений с плавающей запятой и не является процессором общего назначения. Например, когда инструкция требует каких-либо вычислений адреса, главный ЦП обрабатывает их до того, как 68881 берет на себя управление.

Пара CPU / FPU разработана таким образом, что оба могут работать одновременно. Когда CPU встречает инструкцию 68881, он передает FPU все операнды, необходимые для этой инструкции, а затем FPU освобождает CPU для продолжения и выполнения следующей инструкции.

68882

Умереть от Motorola 68882

68882 - это улучшенная версия 68881 с улучшенной конвейерной обработкой и, в конечном итоге, доступная с более высокими тактовыми частотами . Его набор инструкций точно такой же. Motorola утверждала в некоторой маркетинговой литературе, что она выполняет некоторые инструкции на 40% быстрее, чем 68881 при той же тактовой частоте, хотя это не отражало типичную производительность, о чем свидетельствует ее более скромное улучшение в таблице ниже. 68882 совместим по выводам с 68881 и может использоваться как прямая замена в большинстве систем. Самая важная несовместимость программного обеспечения заключается в том, что 68882 использует более крупный фрейм состояния FSAVE, что влияет на UNIX и другие операционные системы с вытесняющей многозадачностью, которые пришлось изменить, чтобы выделить для него больше места.

использование

68881 или 68882 использовались в рабочих станциях Sun Microsystems Sun-3, рабочих станциях IBM RT PC , Apple Computer семейства Macintosh II , NeXT Computer , Sharp X68000 , Amiga 3000 , Convergent Technologies MightyFrame, Atari Mega STE , TT и Falcon . Некоторые сторонние продукты Amiga и Atari использовали 68881 или 68882 в качестве периферийного устройства с отображением памяти для 68000 .

Версии

68881

  • 155000 транзисторов на кристалле
  • Версия 12 МГц
  • Версия 16 МГц работала со скоростью 160 тыс. FLOPS
  • Версия на 20 МГц работала со скоростью 192 kFLOPS
  • Версия 25 МГц работала со скоростью 240 kFLOPS

68882

  • 176 000 транзисторов на кристалле
  • Версия 25 МГц работала со скоростью 264 kFLOPS
  • Версия 33 МГц работала со скоростью 352 kFLOPS
  • Версия 40 МГц работала со скоростью 422 кфлопс
  • Версия 50 МГц работала со скоростью 528 кфлопс

Эти статистические данные взяты из FAQ по comp.sys.m68k . Статистические данные для 68882 16 МГц и 20 МГц не приводятся, хотя эти чипы действительно были произведены.

Наследие

Начиная с Motorola 68040 , поддержка операций с плавающей запятой была включена в сам ЦП.

использованная литература

Примечания