SOC MPC8640D: архітектура систем, особливості команд, можливість використання (стр. 2 из 3)

Завдяки наявності 6 конвеєрів процесор може виконувати 6 інструкцій за такт. З додаванням широкого набору інструкцій, який має MPC8640D, стає можливою обробка значно більшої кількості інструкцій за цикл. Блок обробки чисел з плаваючою комою підтримує одночасне множення-додавання для забезпечення проведення наукових обчислень.

Підсистема пам’яті.

Процесор MPC8640D отримує доступ до головної системної пам’яті через головну системну шину. Підсистема пам’яті процесора MPC8640D складається з L1 кешу інструкцій (L1I), L1 кешу даних (L1D), програмованого контролера переривань (Programmable Interrupt Controller – PIC), таблиці адрес ALAPT та системної шини.

Робота з числами з плаваючою крапкою.

Арифметичні команди включають операції типу " помножити-і-скласти" і " помножити-і-відняти", команди обчислення максимуму/мінімуму, а також команди розрахунку зворотної величини й зворотного квадратного кореня. Застосування двох останніх замість команд розподілу й квадратного кореня відповідно спрощує роботу з конвеєрами. Реалізація команди обігу замістьрозподілу була застосована, як відомо, ще в легендарному Cray-1.

Процесор містить 64 цілочисленних регістрів і регістрів із плаваючої коми, 32 однобітних предикатних регістра, 8 регістрів переходу. 48 регістрів видні в якості "регістрового вікна" і можуть бути використані при програмній конвеєризації. Регістри переходу служать для пророкування адреси переходу й зберігають адресу, використовувана в непрямому переході.

,Регістри CPUID є 64-розрядними. В CPUID-Регістрах 0 і 1 лежить інформація про виробника, у регістрі 2 перебуває серійний номер процесора, а в регістрі 3.

Задається тип процесора (cемейство, модель, версія архітектури й т.п.) і число CPUID-Регістрів.

1.3 Порівняння процесорів MPC8640D / Core i5 650

MPC8640D / Core i5 650

Процесор	MPC8640D	Core i5 650
Назва ядра	E600 Power Architecture	Clarkdale
Технологія вир-ва	32/45 нм
Частота ядра (std/max), ГГц	1,25	3,2/3,47
Стартовий коефіцієнт множення	24
Кількість ядер/потоків обчислення	2	2/4
Кеш L1, I/D, КБ	32	32/32
Кеш L2, КБ	1024	2 x 256
Кеш L3, КБ	Відсутній	4096
Оперативна пам'ять	DDR1/DDR2	2 x DDR3-1333
Сокет	LGA1156
TDP	14-21 Вт	73 Вт
Ціна	$ 120	$199

Висновок:

Процесори Core i5 показали кращий результат, ніж MPC8640D, тому що у них більша кількість ядер та покращений кеш третього рівня, хоча MPC8640D може відповісти їм меншою тратою енергії.

2. Будова мікропроцесорної системи

2.1 Материнська плата для мікропроцесора MPC8640D

XPedite5130 - 3U провідність - або охолоджує струменем повітря CompactPCI (cPCI) одноплатний комп'ютерний на процесорі Freescale MPC8640D. З подвійним PowerPC e600 ядра, що працюють в 1.25 ГГц, MPC8640D поставляє поліпшену продуктивність і ефективність для сьогоднішньої мережевий обробки інформації та інших вбудованих обчислювальних додатків.

Доповнюючи продуктивність процесора, функції XPedite5130 два окремих каналу до 2 Гбайт кожен SDRAM ECC DDR2-533, багаторазові інтерфейси PCI Express, підтримка PrPMC / XMC, до 256 Мбайт флеш-пам'яті NOR (з надмірністю), і до 4 Гбайт флеш-пам'яті НЕ - І. Порти Ethernet на Два гігабіта, два RS-232/422/485 порти, і введення-виведення P14 від PrPMC прямують до J2 для додаткової системної гнучкості.

XPedite5130 забезпечує високоефективне, багатофункціональне рішення для поточних і майбутніх поколінь вбудованих додатків. Пакети підтримки операційної системи для XPedite5130 включають Вітер Річка Вксуоркс, Linux, Нейтрино QNX, і зелена ЦІЛІСНУ виступів.

Опис блоків

1. Два канали до SDRAM ECC DDR2-533, до 4 Гбайт (2 Гбайт кожен)

2. 2. 32-розрядний PCI-на-PCI міст призначений для взаємодії між первинною шини PCI і

3. середніх автобусів PCI. Міст складається з PCI Bus Master, автобус цілі та цільової функції на первинному шини PCI.

4. Для запису інформації в комірку NOR необхідно зарядити плаваючий затвор. Цього досягають, пропускаючи через канал транзистора сильний струм, при якому виникають гарячі електрони, що мають достатню енергію для подолання оксидного шару.

NAND-пам'ять використовує тунельну інжекцію для запису і тунельний випуск для вилучення. NAND'ова флеш-пам'ять формує ядро легкого USB-інтерфейсу запам'ятовуючих приладів, які також відомі як USB флешки.

5. Freescale MPC 8640D процесор з подвійним PowerPC e600 ядра в 1.25 ГГц

6. J1- PrPMC введення-виведення P14 J2

7. J2 - Два 10/100/1000Base-T порти Ethernet J2

8. Magnetisc

9. Gigabit Ethernet PHY -Gigabit Ethernet стандарт був розроблений було великий інтерес як 10GbE WAN транспорту, і це привело до введення поняття WAN PHY для 10GbE. Це працює на трохи повільніше швидкістю передачі даних, ніж LAN PHY і додає деякі додаткові інкапсуляції. WAN PHY LAN PHY і вказані на одні й ті ж PMDS (фізичні, залежний від середовища), так 10GBASE-LR і 10GBASE-LW можете використовувати той же оптики. За кількістю портів відправили LAN PHY значно outsells WAN PHY.

10. Transceiver являє собою поєднання передавач / приймач в одному пакеті

11. I C GPIO drivers

12. Temp sensors-теплові датчики.

13. EEPROM - Пам'ять такого типу може стиратися і заповнюватися даними кілька десятків тисяч разів. Використовується в твердотільних накопичувачах. Однією з різновидів EEPROM є флеш-пам'ять

14. TPM - назва специфікації, деталізують кріптопроцессор, в якому зберігаються криптографічні ключі для захисту інформації, а також узагальнений найменування реалізацій зазначеної специфікації, наприклад у вигляді «чіпа TPM» або «пристрої безпеки TPM» (Dell).

15. ProcessorPMC (PrPMC) модулі забезпечують повну процесора хоста і підсистеми пам'яті в базовій плити повний PCI основі контролери введення / виводу в компактному і стандартних форм-факторі.

15.ХМС - Канальний цифровий ресивер PMC / XMC модуль

Опції

Провідність або повітряне охолодження

Розширений шок і допуск вібрації

Конфігурується як системний контролер чи периферійний пристрій

Розміщує PrPMC або XMC

Два RS-232/422/485 послідовних порту J2

До 256 Мбайт флеш-пам'яті NOR (з надмірністю)

До 4 Гбайт флеш-пам'яті НЕ - І

Передній введення-виведення, доступний через plugover модуль

Зелений BSP ЦІЛІСНУ Виступивши

LSP Linux

Вітер BSP Річки Вксуоркс

BSP Нейтрино QNX

Процесор

Freescale ГДК 8640D процесор

Подвійні PowerPC E600 ядрами частотою до 1,25 ГГц

1 MB L2-кеша на кожне ядро

Комплексна AltiVec IEEE754 сумісний 64-бітної плаваючою точкою групи

Пам'ять

Два канали DDR2-533 ECC SDRAM, до 4 Гб (2 Гб)

До 256 Мб NOR Flash (з резервуванням)

До 4 Гб NAND Flash

J1 CPCI інтерфейс

32-розрядний PCI inferface, що працюють на 33 або 66 МГц

Системний контролер здатна до розгону на борту і арбітраж

J2 CPCI інтерфейс

Два порти Ethernet 10/100/1000Base-T

Два послідовних порту RS-232/422/485

PrPMC P14 I / O

Чотири GPIO сигналів

2.2 Будова комп'ютера на базі мікропроцесорів MPC8640D

ОЗП (оперативний запам'ятовуючий пристрій).

Оперативна пам'ять (оперативний запам'ятовуючий пристрій, ОЗП) - частина системи пам'яті ЕОМ, в яку процесор може звернутися за одну операцію (jump, move і т. п.). Призначена для тимчасового зберігання даних і команд, необхідних процесору для виконання ним операцій. Оперативна пам'ять передає процесору дані безпосередньо, або через кеш-пам'ять. Кожна клітинка оперативної пам'яті має свою індивідуальну адресу.

Існує два типи ОЗП: статичне й динамічне. Статичне ОЗП конструюється з використанням D-тригерів. Інформація в ОЗП зберігається протягом усього часу, поки до нього подається живлення. Статичне ОЗП працює дуже швидко. Звичайний час доступу становить кілька наносекунд. Із цієї причини статичне ОЗП часто використається в якості кэш-памяти другого рівня.

ПЗП (постійний запам'ятовуючий пристрій)

Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) - енергонезалежна пам'ять, використовується для зберігання масиву незмінних даних.

ПЗП містить інформацію, яка не повинна змінюватись в ході виконання процесором програми. Таку інформацію складають стандартні підпрограми, табличні дані, коди фізичних констант і постійних коефіцієнтів тощо. Ця інформація заноситься в ПЗП попередньо, і в ході роботи процесора може тільки зчитуватися. Таким чином, ПЗП працює в режимах зберігання та зчитування. ПЗП має перевагу перед ОЗП у властивості зберігати інформацію при збоях і відключенні живлення.

МП (Мікропроцесор)

Мікропроцесор - пристрій, що відповідає за виконання арифметичних, логічних операцій і операцій управління, записаних в машинному коді. МП реалізований у вигляді однієї мікросхеми або комплекту з кількох спеціалізованих мікросхем .

Основними характеристиками мікропроцесора є його швидкодія і розрядність. Швидкодія - це число що виконуваних операцій в секунду.

Розрядність характеризує обсяг інформації, яку мікропроцесор обробляє за одну операцію.

Шина даних

Шина даних - шина, призначена для передачі інформації. У комп'ютерній техніці прийнято розрізняти виводи пристроїв за призначенням: одні для передачі інформації (наприклад, у вигляді сигналів низького або високого рівня), інші для повідомлення всіх пристроїв (шина адреси) - кому ці дані призначені.