32位桶形移位寄存器
發(fā)布時間:2018/5/28 17:01:12 訪問次數(shù):1781
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x86架構(gòu)于1978年推出的intel 8086中央處理器中首度出現(xiàn)，它是從intel 8008處理器中發(fā)展而來的，而8008則是發(fā)展自intel 4004的。8086在三年后為ibm pc所選用，之后x86便成為了個人計算機的標準平臺，成為了歷來最成功的cpu架構(gòu)。
x86架構(gòu)是重要地可變指令長度的cisc（復(fù)雜指令集計算機，complex instruction set computer）。字組（word， 4字節(jié)）長度的存儲器訪問允許不對齊存儲器地址，字組是以低位字節(jié)在前的順序儲存在存儲器中。向前兼容性一直都是在x86架構(gòu)的發(fā)展背后一股驅(qū)動力量（設(shè)計的需要決定了這項因素而常常導(dǎo)致批評，尤其是來自對手處理器的擁護者和理論界，他們對于一個被廣泛認為是是落后設(shè)計的架構(gòu)的持續(xù)成功感到不解）。但在較新的微架構(gòu)中，x86處理器會把x86指令轉(zhuǎn)換為更像risc的微指令再予執(zhí)行，從而獲得可與risc比擬的超標量性能，而仍然保持向前兼容。x86架構(gòu)的處理器一共有四種執(zhí)行模式，分別是真實模式，保護模式，系統(tǒng)管理模式以及虛擬v86模式。
它由32位alu、若干個32位通用寄存器以及狀態(tài)寄存器、32×8位乘法器、32×32位桶形移位寄存器、指令譯碼以及控制邏輯、指令流水線和數(shù)據(jù)/地址寄存器組成。http://startece1.51dzw.com
alu：它有兩個操作數(shù)鎖存器、加法器、邏輯功能、結(jié)果以及零檢測邏輯構(gòu)成。
桶形移位寄存器：arm采用了32×32位的桶形移位寄存器，這樣可以使在左移/右移n位、環(huán)移n位和算術(shù)右移n位等都可以一次完成。
高速乘法器：乘法器一般采用“加一移位”的方法來實現(xiàn)乘法。arm為了提高運算速度，則采用兩位乘法的方法，根據(jù)乘數(shù)的2位來實現(xiàn)“加一移位”運算;arm高速乘法器采用32×8位的結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低集成度（其相應(yīng)芯片面積不到并行乘法器的1/3）。
浮點部件：浮點部件是作為選件供arm構(gòu)架使用。fpa10浮點加速器是作為協(xié)處理方式與arm相連，并通過協(xié)處理指令的解釋來執(zhí)行。
控制器：arm的控制器采用的是硬接線的可編程邏輯陣列pla。http://startece1.51dzw.com
除了用戶模式之外的其他6種處理器模式稱為特權(quán)模式（privilegedmodes）。在這些模式下，程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進行處理器模式的切換。其中，除系統(tǒng)模式外，其他5種特權(quán)模式又稱為異常模式。
處理器模式可以通過軟件控制進行切換，也可以通過外部中斷或異常處理過程進行切換。大多數(shù)的用戶程序運行在用戶模式下，這時，應(yīng)用程序不能夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進行處理器模式的切換。當需要進行處理器模式的切換時，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理過程中進行模式的切換。這種體系結(jié)構(gòu)可以使操作系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的資源。
當應(yīng)用程序發(fā)生異常中斷時，處理器進入相應(yīng)的異常模式。在每一種異常模式中都有一組寄存器，供相應(yīng)的異常處理程序使用，這樣就可以保證在進入異常模式時，用戶模式下的寄存器（保證了程序運行狀態(tài)）不被破壞。
系統(tǒng)模式并不是通過異常過程進入的，它和用戶模式具有完全一樣的寄存器。但是系統(tǒng)模式屬于特權(quán)模式，可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以直接進行處理器模式的切換。它主要供操作系統(tǒng)任務(wù)使用。通常操作系統(tǒng)的任務(wù)需要訪問所有的系統(tǒng)資源，同時該任務(wù)仍然使用用戶模式下的寄存器組，而不是使用異常模式下相應(yīng)的寄存器組，這樣可以保證當異常中斷發(fā)生時任務(wù)狀態(tài)不被破壞。http://startece1.51dzw.com
來源：eefocus
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x86架構(gòu)是重要地可變指令長度的cisc（復(fù)雜指令集計算機，complex instruction set computer）。字組（word， 4字節(jié)）長度的存儲器訪問允許不對齊存儲器地址，字組是以低位字節(jié)在前的順序儲存在存儲器中。向前兼容性一直都是在x86架構(gòu)的發(fā)展背后一股驅(qū)動力量（設(shè)計的需要決定了這項因素而常常導(dǎo)致批評，尤其是來自對手處理器的擁護者和理論界，他們對于一個被廣泛認為是是落后設(shè)計的架構(gòu)的持續(xù)成功感到不解）。但在較新的微架構(gòu)中，x86處理器會把x86指令轉(zhuǎn)換為更像risc的微指令再予執(zhí)行，從而獲得可與risc比擬的超標量性能，而仍然保持向前兼容。x86架構(gòu)的處理器一共有四種執(zhí)行模式，分別是真實模式，保護模式，系統(tǒng)管理模式以及虛擬v86模式。
它由32位alu、若干個32位通用寄存器以及狀態(tài)寄存器、32×8位乘法器、32×32位桶形移位寄存器、指令譯碼以及控制邏輯、指令流水線和數(shù)據(jù)/地址寄存器組成。http://startece1.51dzw.com
alu：它有兩個操作數(shù)鎖存器、加法器、邏輯功能、結(jié)果以及零檢測邏輯構(gòu)成。
桶形移位寄存器：arm采用了32×32位的桶形移位寄存器，這樣可以使在左移/右移n位、環(huán)移n位和算術(shù)右移n位等都可以一次完成。
高速乘法器：乘法器一般采用“加一移位”的方法來實現(xiàn)乘法。arm為了提高運算速度，則采用兩位乘法的方法，根據(jù)乘數(shù)的2位來實現(xiàn)“加一移位”運算;arm高速乘法器采用32×8位的結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低集成度（其相應(yīng)芯片面積不到并行乘法器的1/3）。
浮點部件：浮點部件是作為選件供arm構(gòu)架使用。fpa10浮點加速器是作為協(xié)處理方式與arm相連，并通過協(xié)處理指令的解釋來執(zhí)行。
控制器：arm的控制器采用的是硬接線的可編程邏輯陣列pla。http://startece1.51dzw.com
除了用戶模式之外的其他6種處理器模式稱為特權(quán)模式（privilegedmodes）。在這些模式下，程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進行處理器模式的切換。其中，除系統(tǒng)模式外，其他5種特權(quán)模式又稱為異常模式。
處理器模式可以通過軟件控制進行切換，也可以通過外部中斷或異常處理過程進行切換。大多數(shù)的用戶程序運行在用戶模式下，這時，應(yīng)用程序不能夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進行處理器模式的切換。當需要進行處理器模式的切換時，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理過程中進行模式的切換。這種體系結(jié)構(gòu)可以使操作系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的資源。
當應(yīng)用程序發(fā)生異常中斷時，處理器進入相應(yīng)的異常模式。在每一種異常模式中都有一組寄存器，供相應(yīng)的異常處理程序使用，這樣就可以保證在進入異常模式時，用戶模式下的寄存器（保證了程序運行狀態(tài)）不被破壞。
系統(tǒng)模式并不是通過異常過程進入的，它和用戶模式具有完全一樣的寄存器。但是系統(tǒng)模式屬于特權(quán)模式，可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以直接進行處理器模式的切換。它主要供操作系統(tǒng)任務(wù)使用。通常操作系統(tǒng)的任務(wù)需要訪問所有的系統(tǒng)資源，同時該任務(wù)仍然使用用戶模式下的寄存器組，而不是使用異常模式下相應(yīng)的寄存器組，這樣可以保證當異常中斷發(fā)生時任務(wù)狀態(tài)不被破壞。http://startece1.51dzw.com
來源：eefocus
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