Motorola 68881 - Motorola 68881

Motorola 68881 FPU

Motorola 68881 a Motorola 68882 jsou plovoucí čárkou jednotek (FPUs) používané v některých počítačových systémů ve spojení s Motorola 32bitových 68020 nebo 68030 mikroprocesoru. Tyto koprocesory jsou externí čipy, navržené dříve, než se matematika s pohyblivou řádovou čárkou stala standardem na CPU. Motorola 68881 byla představena v roce 1984. 68882 je vyšší výkonná verze vyrobená později.

Přehled

Motorola 68882 FPU

CPU 68020 a 68030 byly navrženy s ohledem na samostatný čip 68881. Jejich instrukční sady si vyhradily instrukce „F-line“ -to znamená, že všechny operační kódy začínající hexadecimální číslicí „F“ mohly být buď předány externímu koprocesoru, nebo mohly být použity jako „pasti“, které by vyvolaly výjimku , přičemž by ovládání bylo předáno operační systém počítače . Pokud v systému není FPU, operační systém by pak buď zavolal emulátor FPU, aby provedl ekvivalent instrukce pomocí 68020 celočíselného softwarového kódu, vrátil chybu programu, ukončil program nebo havaroval a vyžadoval restart.

Architektura

Zemřít Motorola 68881

68881 má osm 80- bitových datových registrů (64-bit mantisami plus znaménkový bit a 15-bit podepsané exponent). Umožňuje sedm různých režimů číselné reprezentace, včetně jednoduché přesnosti, dvojité přesnosti a rozšířené přesnosti, jak je definováno standardem IEEE s plovoucí desetinnou čárkou, IEEE 754 . Byl navržen speciálně pro matematiku s pohyblivou řádovou čárkou a není to univerzální procesor. Když například instrukce vyžaduje jakékoli výpočty adres, hlavní CPU je zvládne, než 68881 převezme řízení.

Pár CPU/FPU je navržen tak, aby oba mohly běžet současně. Když CPU narazí na instrukci 68881, předá FPU všechny operandy potřebné pro tuto instrukci a poté FPU uvolní procesor, aby mohl pokračovat a provést další instrukci.

68882

Zemřít Motorola 68882

68882 je vylepšená verze 68881, s lepším zřetězení , a nakonec k dispozici při vyšších taktovacích frekvencích . Jeho instrukční sada je úplně stejná. Motorola v některé marketingové literatuře tvrdila, že některé instrukce provádí o 40% rychleji než 68881 při stejném taktu, i když to neodráží typický výkon, jak je vidět na jeho skromnějším zlepšení v tabulce níže. 68882 je kolíkově kompatibilní s 68881 a lze jej použít jako přímou náhradu ve většině systémů. Nejdůležitější nekompatibilitou softwaru je, že 68882 používá větší stavový rámec FSAVE, což ovlivňuje UNIX a další preemptivní multitasking OS, které musely být upraveny, aby pro něj bylo přiděleno více místa.

Používání

68881 nebo 68882 byly použity na pracovních stanicích Sun Microsystems Sun-3, pracovních stanicích IBM RT PC , Apple Computer Macintosh II , NeXT Computer , Sharp X68000 , Amiga 3000 , Convergent Technologies MightyFrame, Atari Mega STE , TT a Falcon . Některé produkty třetích stran od Amigy a Atari používaly 68881 nebo 68882 jako paměťově mapované periferie k 68000 .

Verze

68881

  • 155 000 tranzistorů na čipu
  • Verze 12 MHz
  • Verze 16 MHz běžela na 160 k FLOPS
  • Verze 20 MHz běžela na 192 kFLOPS
  • Verze 25 MHz běžela na 240 kFLOPS

68882

  • 176 000 tranzistorů na čipu
  • Verze 25 MHz běžela na 264 kFLOPS
  • Verze 33 MHz běžela na 352 kFLOPS
  • Verze 40 MHz běžela na 422 kFLOPS
  • Verze 50 MHz běžela na 528 kFLOPS

Tyto statistiky pocházejí z často kladených dotazů k souboru comp.sys.m68k . Pro 16 MHz a 20 MHz 68882 nejsou uvedeny žádné statistiky, ačkoli tyto čipy byly skutečně vyrobeny.

Dědictví

Počínaje Motorola 68040 byla podpora plovoucí čárky součástí samotného CPU.

Reference

Poznámky