[其他]數字數據處理系統中處理器與專用指令處理器間的接口

無效

• 申請號: 87107291
• 申請日: 1987-12-07
• 公開（公告）號: CN87107291A
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 保羅·L·魯賓費爾德
• 申請（專利權）人: 數字設備公司
• 主分類號: G06F13/12
• 分類號: G06F13/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 匡少波,程天正

本發明總的來說屬于數字式數據處理系統。

一個典型的數字式數據處理系統包括三個基本部件，即一個處理器部件、一個存貯器部件和一個輸入/輸出部件。存貯器部件在可尋址的貯存單元內存貯信息。信息包括數據和處理數據用的指令。處理器部件包括一個或多個數字式數據處理裝置或“處理器”，信息在每個處理器和存貯器之間往返傳送，將輸入的信息翻譯成指令或數據，再按照指令處理數據。計算結果然后貯存在存貯器部件內的可尋址單元上。

輸入/輸出部件還與存貯器部件進行通信，以便向系統傳送信息和從它得到經過處理的數據。組成輸入/輸出部件的裝置通常按照由處理器部件向它提供的控制信息進行工作，此控制信息決定了輸入/輸出裝置將執行的操作。至少有一類由輸入/輸出裝置完成的操作是傳輸用戶信息，即在輸入/輸出裝置和存貯器部件之間傳輸為用戶程序所用的信息。通常，由輸入/輸出部件組成的典型裝置包括例如打印機、電傳打字機和視頻顯示終端，還可包括如磁盤或磁帶貯存裝置這類輔助信息貯存設備。

除作為輸入/輸出設備工作外，磁盤存貯裝置（有時，還有磁帶存貯裝置）還可起著部分的存貯器部件的作用。尤其是，一個存貯器部件典型地包括一個主內存，處理器能相當快地訪問其內容，但一般來說這是一種價格比較高的存貯設備。現代的內存典型地采用MOS或雙極性半導體技術實現，可提供的存貯容量從幾分之一兆字節至幾十兆字節。

在現代的數據處理系統中，一般來說，有一個或幾個能夠執行該系統中可以得到的所有指令的處理器（如果該系統是一個多處理器系統的話）。然而，在執行幾種類型的指令當中，最值得注意的是完成浮點數運算的指令。這種浮點數是由兩個不同部分組成的，一部分表示尾數，另一部分表示階數。要完成這種運算，通常都是給出一個協處理器（CO-Processor）。

浮點數是由兩個不同的部分組成的，這就是尾數及階數。一般來講，必須分開處理每一部分，但是在處理的起始時刻及/或終止時刻，操作必須要在依賴于另一部分的取值的這些部分上完成，如象進行移位及歸一。這種復雜的處理，在通用處理機之中，則需要大量的時間。因而，提出了包括有快速執行指令的最佳化電路的協處理器，也叫作浮點處理器。

在現有的系統中，雖然基本上作為一種可選擇方案，可以把浮點處理器連接到主處理器上去，并且采用該主處理器的電路去檢索要進行處理的數據。在微處理器出現之前，這曾是一種令人滿意的解決方案。然而，如果該主處理器是一個微處理器的話，那么能讓該微處理器連接到其他電路、包括浮點處理器上去的那些引線腳數，是相當有限的。所以說，把大量的連接線只用于該浮點處理器，那是不可能的。

迄今采用的另外一種內部連接機構是讓該浮點處理器監控系統的活動，并且注意當何時微處理器檢索一個用于處理浮點數據的指令。如果，接收到這樣的一個指令，那么該浮點處理器則使該微處理器被截止，對指令進行譯碼，檢索所需要的數據，執行該指令，并存貯該所處理過的數據。但是，這需要該浮點處理器能夠鑒別什么時候在對指令進行檢索，并且能夠具有擴展的接口電路及譯碼電路，從而識別那些被處理的數據。此外，如果該微處理器預取指令的話，那么該微處理器和浮點處理器則必須要協調一致，因為該浮點指令在剛一接收到的時候，是不會進行處理的，只有在該指令之前的指令被處理完后，才能處理該指令。同樣，如果在該指令到達之前，其程序分支了，那么該指令將永遠不會執行。

本發明對于數字數據處理系統中的應用來說給出了一種新的處理器。

該處理器對浮點處理器（“FPP”）具有一個新的接口。該接口包括有在該處理器與該浮點處理器之間傳送信號的一組狀態線和一組FPP數據線。此外，將該浮點處理器連接到這些數據線上去，并且連接到該處理器輸入/輸出總線的選擇控制線上去，從而讓它能以取得所要處理的操作數數據并能以返回該處理過的數據。當該處理器將一個浮點指令進行譯碼時，該處理器在通過FPP數據線傳送該指令的同時，還通過FPP狀態線傳送一個指示正在傳送指令的代碼。