Cấu trúc máy tính - Bài 9 Đồng xử toán 8087 (Co-Processor)

Chia sẻ: Lê Minh Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

137
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giới thiệu 2. Các kiểu dữ liệu của đồng xử lý toán 3. Lập trình với đồng xử lý toán 4. Tổ chức đồng xử lý toán 8087 5. Nối ghép đồng xử lý toán 8087 trong máy tính XT .1. Giới thiệu ? Đồng xử lý toán (ĐXLT) còn được gọi là đơn vị dấu phẩy động (Floating Point Unit). ? Chức năng: Hỗ trợ CPU trong việc tính toán các số dấu phẩy động như cộng, trừ, nhân chia số dấu phẩy động, khai căn, lôgarit.... .? Bộ ĐXLT cho phép thực hiện các phép toán số dấu phẩy động nhanh...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu trúc máy tính - Bài 9 Đồng xử toán 8087 (Co-Processor)

Bµi 9 §ång xö to¸n 8087 (Co-Processor)
1. Giíi thiÖu 2. C¸c kiÓu d÷ liÖu cña ®ång xö lý to¸n 3. LËp tr×nh víi ®ång xö lý to¸n 4. Tæ chøc ®ång xö lý to¸n 8087 5. Nèi ghÐp ®ång xö lý to¸n 8087 trong m¸y tÝnh XT
1. Giíi thiÖu  §ång xö lý to¸n (§XLT) cßn ®îc gäi lµ ®¬n vÞ dÊu phÈy ®éng (Floating Point Unit).  Chøc n¨ng: Hç trî CPU trong viÖc tÝnh to¸n c¸c sè dÊu phÈy ®éng nh céng, trõ, nh©n chia sè dÊu phÈy ®éng, khai c¨n, l«garit....
 Bé §XLT cho phÐp thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n sè dÊu phÈy ®éng nhanh h¬n nhiÒu lÇn so víi bé vi xö lý (tõ hµng chôc cho ®Õn hµng tr¨m lÇn).  Tõ bé VXL 486 vÒ sau, §XLT ® îc tÝch hîp trong chip CPU.  Tõ 386 vÒ tríc §XLT lµ chip riªng.
B¶ng 12.1. So s¸nh nhÞp ®ång hå 8087 vµ 8086 Thêi gian F=4,7MHz PhÐp to¸n 8087(µs 8088 Sè lÇn Nh©n ®é chÝnh x¸c ) 19 (µs) 1.600 85 ®¬n Nh©n ®é chÝnh x¸c 27 2.100 80 kÐp Céng 17 1.600 95 Chia 39 3.200 80 So s¸nh 9 1.300 145 N¹p 9 1.700 190 CÊt 18 1.200 70 C¨n bËc hai 36 19.600 550 Tang 90 13.000 145 Hµm mò 100 17.100 170
2. C¸c kiÓu d÷ liÖu ®ång xö lý to¸n. ChuÈn sè dÊu phÈy ®éng IEEE  N¨m 1980 Uû ban IEEE ®· tiÕn hµnh chuÈn ho¸ biÓu diÔn sè thùc.  ChuÈn IEEE, sè thùc cã hai cÊp ®é chÝnh x¸c:  Sè víi ®é chÝnh x¸c ®¬n.  Sè víi ®é chÝnh x¸c kÐp.  HiÖn nay c¸c h·ng m¸y tÝnh, trong ®ã cã IBM, Intel vµ Microsoft ®Òu tu©n theo
* Sè IEEE dÊu phÈy ®éng chÝnh x¸c ®¬n  Sè dÊu phÈy ®éng chÝnh x¸c ®¬n sö dông 32 bit ®Ó biÓu diÔn sè thùc (sè ©m vµ sè d¬ng).  Kho¶ng gi¸ trÞ nhÞ ph©n: 2 -126 ≤ X ≤ 2 +128  Kho¶ng gi¸ trÞ thËp ph©n: 1,2x10 -38 ≤ X ≤ 3,4x10 +38  Tªn gäi kh¸c: Sè thùc ng¾n.
S¾p xÕp c¸c bit Bit S¾p xÕp 31 Bit dÊu: 0-sè d¬ng, 1-sè ©m. 23-30 PhÇn mò. 22-0 PhÇn thËp ph©n (®Þnh trÞ) 31 30 23 22 S 0 mò Sè PhÇn ®Þnh trÞ Kho¶ng gi¸ trÞ: 1,18x10 -38 ≤ X ≤ 3,40x10 38
55 48 47 24 23 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 Më ré ng dÊu DÊ u Néi dung cña tha nh chøa -0,625 : Sè thËp ph©n 11111111101100...0 : M· bï 11111111110100...0 : M· trùc tiÕp 55 48 47 24 23 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 DÊu PhÇn nguyªn PhÇn thËp ph©n Néi dung cña thanh chøa -3,625 : Sè thËp ph©n 11111110101100...0 : M· bï 10000001110100...0 : M· trùc tiÕp H×nh 3.5. (VÝ dô vÒ sè víi dÊu phÈy cè ®Þnh d¹ng sè lÎ vµ sè hçn hîp (DSP 56K cña Motorola)
C¸c bíc chuyÓn sè thùc sang dÊu phÈy ®éng 1. Sè thùc ®îc chuyÓn thµnh sè nhÞ ph©n. 2. Sè nhÞ ph©n ®îc biÓu diÔn díi d¹ng khoa häc 1.XXXXEYYYY 3. Bit 31 cã gi¸ trÞ hoÆc lµ 0 ®Ó chØ sè d ¬ng, hoÆc lµ 1 ®Ó chØ sè ©m. 4. PhÇn sè mò YYYY ®îc céng thªm h»ng sè 7FH ®Ó tÝnh sè mò c¬ së vµ ®îc ghi ë bit 23-30. 5. PhÇn ®Þnh trÞ XXXX ®îc ghi ë c¸c bit
 Ghi chó: ViÖc céng thªm gi¸ trÞ 7FH ë phÇn mò lµ nh»m ®¬n gi¶n ho¸ thiÕt kÕ, gi¶m thiÓu sè transistor cña bé ®ång xö lý to¸n.
VÝ dô: ChuyÓn sè 9,75 10 thµnh sè dÊu phÈy ®éng chÝnh x¸c ®¬n (sè thùc ng¾n). Gi¶i:  9,75D=1001,11B= 1,00111E3  Bit 31: =0 (Sè d¬ng)  Bit 30 - 23: 1000 0010 sè mò (3+7FH=82H)  Bit 22-0: 00111000000.....0000 - PhÇn ®Þnh trÞ.  XÕp cïng: 0100 0001 0001 1100 0000 0000 0000
VÝ dô: ChuyÓn sè -96.27 10 thµnh sè chÝnh x¸c ®¬n FP. Gi¶i: 96,27D =110.0000,0100.0101.0001.1110.1B =1,1000.0001.0001.0100.0111.101E6 Bit dÊu :Bit 31 b»ng 1 lµ sè ©m Sè mò :C¸c bit 30 - 23 b»ng 1000.0101 (6+7HF=85H)
Sè dÊu phÈy ®éng IEEE chÝnh x¸c kÐp  Sè dÊu phÈy ®éng chÝnh x¸c kÐp cßn ®îc gäi lµ sè thùc dµi.  BiÓu diÔn sè ©m vµ d¬ng trong d¶i 23x10 -308 ≤X≤®Õn 1,7x10 +308 .  Tæng céng 64 bit.  Bit 63: Bit dÊu  Bit 62-52 (11 bit): PhÇn mò
63 62 52 51 0 S Sè mò PhÇn ®Þnh trÞ Kho¶ng gi¸ trÞ: 2,23. 10 -308 ≤ X ≤ 1,79.10 308
ChuyÓn sang d¹ng sè chÝnh x¸c kÐp  C¸c bíc chuyÓn mét sè sang d¹ng sè chÝnh x¸c kÐp còng t¬ng tù nh víi sè chÝnh x¸c ®¬n.  Sè thùc ®îc biÓu diÔn díi d¹ng nhÞ ph©n khoa häc 1.XXXXXXX E YYYY.  Sè mò YYYY ®îc céng thªm 3FFH ®Ó x¸c ®Þnh sè mò c¬ së.
VÝ dô: ChuyÓn ®æi sè 152.1875 10 thµnh sè chÝnh x¸c kÐp. Gi¶i: 152.1875D=10011000.0011B=1.00110000 011E7 Bit 63=0 - Sè d¬ng Bit 62- 52=100.0000.0110 (7+3FFH=406H) Bit 51-0=00110000011000...000 0010 0000 0110 0011 0000 0110 0000 0000 0000 . . 4 0 6 3 0 6 0 0 0 . .
C¸c d¹ng d ÷ liÖu kh¸c cña 8087  Sè nguyªn: Hç trî c¸c sè 16, 32 vµ 64 bit, c¸c sè nµy t¬ng øng víi sè nguyªn d¹ng tõ, d¹ng ng¾n vµ d¹ng dµi.  Sè thùc: Bæ sung thªm 2 kiÓu d÷ liÖu 80 bit, ®ã lµ sè thËp ph©n nÐn (Packed Decimal) vµ sè thùc t¹m thêi (Temporary Real).  Sè thËp ph©n nÐn cã 18 sè BCD chiÕm 72 bÝt (18x4=72) tõ bit 71-0. Bit 73-78=0. bit 79 chøa dÊu.  Sè thùc t¹m thêi ®îc 8087 sö dông néi bé.
* C¸c d¹ng d÷ liÖu kh¸c §é dµi Kho¶ng gi¸ trÞ  Word integer 16 -32768 ≤ X ≤ +32768  Short Integer 32 -2.10 9 ≤ X ≤ +2.10 9  Long Integer 64 -9.10 18 ≤ X ≤ +9.10 18  Packed Decimal 80 -99..99 ≤ X ≤ +99..99 (18 sè BCD)  Single Real 32 1.18.10 -38 ≤  X  ≤ 3.40.10 38  Double Real 64 2,23. 10 -308 ≤ X ≤ 1,79.10 308  Temporary Real 80 3,37.10 - 4932 ≤ X ≤1,18.10 4932
Sè nguyªn 15 0 S §é lín Sè nguyªn ng¾n 31 0 S §é lín Sè nguyªn dµi 63 62 0 S PhÇn ®Þnh trÞ Sè thËp ph©n nÐn 79 78 72 71 0 S X §é lín D71-D0 Sè thùc ng¾n 31 30 23 22 0 S Sè mò PhÇn ®Þnh trÞ Sè thùc dµi 63 62 52 51 0 S Sè mò PhÇn ®Þnh trÞ Sè thùc t¹m thêi 79 78 64 63 62 0 S Sè mò I PhÇn ®Þnh trÞ H×nh 12.1 C¸c d¹ng d÷ liÖu cña 80x87