2.1.6.
Специализированные микропроцессоры
1)
функционально-ориентированные МП,
предназначенные для реализации тех или
иных функций;
2)
векторные и матричные
процессоры, обеспечивающие параллельное
выполнение операций над регулярными (однородными)
структурами данных;
3)
МП, поддерживающие тот или иной язык программирования (возможно,
параллельный).
Первые
две группы специализированные МП
используются главным образом в качестве
сопроцессоров. Приборы же третьей группы
могут применяться как в качестве
сопроцессоров, так и в роли основных
процессоров специализированных микроЭВМ.
Среди
функционально-ориентированных МП
выделяют:
-
математические процессоры;
-
графические процессоры;
-
процессоры для поддержки без данных;
-
процессоры для ПУ и адаптеров.
Наибольшее
распространение получили математические
специализированные МП и особенно – приборы
для выполнения операций над вещественными
числами, используемые в качестве
сопроцессоров плавающей точки. Сведения об
основных математических
специализированных МП представлена в табл.
2.2. Эти приборы позволяют существенно (в
несколько десятков раз) снизить время
выполнения операций, на которые они
ориентированы.
Основные математические специализированные МП
|
Математические МП:
фирма, модель |
8086/88 |
Intel,
8087 |
80286 |
Intel,
8087; Intel, 80287; Integrated Information Technology (ITT-США),2C87;
Zaiaz (США),
плата 933
Computer Engine |
80386 |
Intel,
80287; Intel, 80387; ITT, 2C87; ITT, 3C87; Weitek (США),
Abacus 3167; Togai InfraLogik (США),
FC110 |
80386SX |
Intel,
80287; Intel, 80387SX |
80486 |
Weitek,
Abacus 4167 |
80486SX |
Intel,
80487; Weitek, Abacus 4167 |
MC68020 |
Motorola,
MC68881; Weitek, Abacus 3168 |
MC68030 |
Motorola,
MC68882; Weitek, Abacus 3168 |
WE32100 |
AT&T,
WE32106 |
Перечисленные
в этой таблице сопроцессоры фирм Intel,
Weitek, Integrated
Information
Technology (ITT)
и AT&T
служат для поддержки
арифметики с плавающей точкой. Данные
приборы характеризуются различными
функциональными возможностями,
быстродействием и стоимостью. Сопроцессоры
фирмы Weitek дополняют
соответствующие сопроцессоры фирмы Intel и
Motorola
и могут работать во
взаимодействии с ними. Следует отметить,
что сопроцессоры Abacus
функционируют в 1,7 – 4
раза быстрее аналогичных изделий фирмы Intel.
Серьёзный вызов фирме Intel
сделала и созданная в 1987 г. компания ITT,
выпустив совместимые с МП 80287 и 80387 изделия 2С87
и 3С87 той же стоимости, но большим в 2 раза
быстродействием на тех же тактовых
частотах. Плата 933 Computer Engine
содержит 30-МГц RISC-процессор
Clipper
фирмы Fairchield
Semiconductor
и ОЗУ ёмкостью 4 – 32
Мбайт. Она обеспечивает быстродействие 5
млн. команда/с и 1,5 MFLOPS.
Широкое распространение получили
сопроцессоры фирм Intel,
Motorola
и Weitek.
Несмотря на то, что МП 80486 оперирует с
вещественными числами, компания Weitek всё
же предложила для него математический
сопроцессор, который обеспечивает
повышение быстродействия в 5 – 6раз.
Стоимость установки в ПЭВМ МП фирмы Weitek
достаточно высока и
сосьавляет1000 – 31300 долл., что превышает цену
компьютера IBM
PC XT.
Для
отечественного МП К1810ВМ86 разработан
сопроцессор плавающей точки МП К1810ВМ87.
Особое
место среди математических
специализированных МП занимает прибор FC110,
предназначенный для решения задач нечеткой
логики. Он позволяет примерно в 10 раз
ускорить выполнение ключевого сегмента
алгоритма логического вывода по сравнению
с МП 80386 .
Среди
функционально-ориентированных
специализированных МП других типов можно
упомянуть графический сопроцессор 82786
фирмы Intel,
аппаратно реализующий полиэкранный режим
работы, когда каждое приложение может иметь
окно на дисплее с текстовой и/или
графической информацией, а также плату N:vector
фирмы Nucleus
International
(США) для поддержки
реляционной базы данных. Последняя
позволяет получить 10-кратный выигрыш по
быстродействию в сравнении с чисто
программными решениями.
Группу
векторных и матричных
специализированных МП составляют
следующие изделия:
1)
плата Zip 3232-20
для семейства PC IBM
фирмы Mercury
Computer
Systems
(США), обеспечивающая
быстродействие 20 MFLOPS;
2)
матричный
процессор Vortex
компании Sky
Computers
для IBM
PC AT, также
обеспечивающий быстродействие 20 MFLOPS;
3)
плата МС3200 для IBM
PC AT
фирмы Mercury
Computer
Systems с
быстродействием 10 MFLOPS (содержит кэш-память,
целочисленный МП и МП плавающей точки);
4)
матричные
процессоры RL800
и PL2500 для IBM PC
AT компании Eighteen
Eight Laboratories (США) для
работы в режиме с плавающей точкой,
обеспечивающее быстродействие до 25 MFLOPS;
5)
плата акселератора
с 64-разрядным сопроцессорами плавающей
точки TMS320C30
фирмы Texas
Instruments
для ПЭВМ семейства РС IBM, обеспечивающая
быстродействие 35 MFLOPS.
В
качестве примеров специализированных МП,
поддерживающих языки высокого
уровня, можно назвать ниже перечисленные
изделия:
1)
транспьютер Т800
британской фирмы Inmos, аппаратно
реализующий параллельный язык
программирования Occam и имеющий
быстродействие 4 MFLOPS,
что в 12 раз превышает быстродействие пары
80386 – 80387; его предшественник – Т414 (1985 г.) –
стал первым коммерческим МП, сделавшим
реально параллельную обработку;
2)
однокристальный LISP-процессор
фирмы Texas
Instruments,
предназназначенный для портативных
микроЭВМ военного назначения с
искусственным интеллектом; плата PC400 фирмы Silicon
Composers
(США) для IBM PC
XT/AT,
выполняющая программы на языке FORTH
и имеющая производительность 4 млн. команда/с.