O’quv uslubiy majmua

8.4. Hisoblash yadrosida ma’lumotlar ustida amallar

Signal protsessorning hisoblash yadrosi (hisoblash moduli) ma’lumotlarga ishlov berish yakuniy natijalarini shakllantiruvchi asosiy qurilmalarga ega. Bunday qurilmalar kategoriyasiga quyidagilar kiradi: ko‘paytirib-qo‘shuvchilar, arifmetik-mantiqiy qurilmalar, akkumulyatorlar, surish registrlari, ko‘p funksional registrlar, cheklovchilar. Ushbu qurilma larning ko‘pchiligi ularning parallel ishlashi nuqtai nazaridan ko‘rib chiqilgan edi. Bu yerda ularning hisoblash amallari ishlov berilayotgan ma’lumotlarning formati hisobga olinib ko‘rib chiqiladi [22].

Qo‘zg‘almas vergulli ma’lumotlar ustida amallar. Bir taktli ko‘paytgichning borligi SP arxitekturasining asosiy belgilaridan biridir, chunki ko‘paytirish va to‘plamli ko‘paytirish amallari signalni raqamli ishlash algoritmlarida bazaviy hisoblanadi. Barcha SPlar o‘z arxitekturasining asosiy komponentlaridan biri sifatida yoki avtonom ko‘paytgich, yoki MAC ko‘paytirib-
116
qo‘shuvchiga ega. Avtonom ko‘paytgich “so‘z” formatida taqdim etilgan

ma’lumotlarni ko‘paytirish amalini bajaradi, ko‘paytirish natijasi (ko‘paytma) “ikkitalik so‘z” yoki “kengaytirilgan so‘z” formatida maxsus registrda saqlanadi. Agar ko‘paytirish amali natijasi ma’lumotlar xotirasida saqlansa, formatlarning formati avtomatik ravishda o‘zgaradi. Ko‘paytgich Texas Instruments firmasi ning TMS 320S5XX16XX protsessorlarida mavjud.

MAC qurilmasi to‘plashli ko‘paytirish amalini bajaradi. Avval MAC qurilmasining ichki ko‘paytgichida “so‘z” formatida taqdim etilgan ma’lumotlarni ko‘paytirish amali amalga oshiriladi, keyin olingan ko‘paytmaning “kengaytirilgan so‘z” formatiga ega. MAC qurilmasi akkumulyatori tarkibi bilan qo‘shilish bajariladi. Agar MAC amali natijasi ma’lumotlar xotirasida saqlansa, formatlar avtomatik ravishda o‘zgaradi. MAC qurilmasida ko‘paytirish amallarini bajarishda MAC akkumulyatori oldindan nolga keltirib qo‘yiladi. MAC qurilmalari Motorola va Analog Devisis firmalarining protsessorlarida realizatsiyalangan.
Arifmetik-mantiqiy qurilmalar. AMQ ma’lumotlar ustida barcha arifmetik va mantiqiy amallarni, shuningdek bit-manipulyatsiyalarni bajarish uchun mo‘ljallangan. AMQning ichki arxitekturasi foydalanuvchidan berkitilgan va ushbu qurilma amallari tegishli buyruqlarni bajarish qoidalari orqali ochiladi. AMQning minimal variantida QV formatida mantiqiy amallar, surishlar, shuningdek qo‘shish va ayirish amallarini amalga oshirish uchun qurilma bo‘lishi kerak. Tugunlarning bunday to‘plamiga ega bo‘lgach, dasturiy usulda qolgan boshqa murakkab arifmetik va mantiqiy amallarning bajarilishini ta’minlash mumkin. AMQning bazaviy standart sxemalari kirishda ma’lumotlar so‘zlarini qisqa saqlashni ta’minlovchi registrlarni, ma’lumotlar so‘zlarini uzatish, natijalarni xotiraga yozish, natijalar belgilarini qayd etish; mikrodasturiy boshqarishdan signallar bo‘yicha mikroamallar va mantiqiy shartlar funksiyalarini oshirishni amalga oshiruvchi kombinatsion sxemalarni o‘z ichiga oladi. Ishlov berish oraliq natijalarini vaqtincha saqlash uchun akkumulyatorlardan foydalaniladi.
Akkumulyatorlar. Akkumulyatorlar ko‘p funksional registrlar bo‘lib, ichki ma’lumotlar - AMQ da amallarning oraliq va yakuniy bajarilish natijalarini saqlash
117
uchun qo‘llaniladi. Ko‘pchilik protsessorlar arxitekturasida ikkita akkumulyator

mavjud. Bitta akkumulyator ma’lumotlarga ishlov berish unumdorligining pasayishiga olib keladi, chunki akkumulyator ham manba, ham ma’lumotlarni qabul qiluvchi sifatida qo‘llaniladi. Hisoblashlar jarayonida dasturning bajarilish vaqti oshadi, oraliq ma’lumotlarni taqdim etishning aniqligi va dinamik diapazoni kamayadi. So‘nggi amal akkumulyatorning katta so‘zli formatidan xotira yoki registr yacheykasining kichikroq so‘z formatiga o‘zgarish zaruratidan kelib chiqadi. Akkumulyator tarkibi “ikkitalik so‘z” formatida taqdim etiladi, biroq ko‘pincha u “kengaytirilgan so‘z” formatida beriladi.

Kengaytirilgan so‘z strukturasiga o‘xshab, akkumulyator uchta ketma-ket birlashtirilgan registrlardan tuzilgan, ularni belgilash uchun quyidagi nomlardan foydalaniladi:
– EXT- kengaytirish registri; – MSP- katta so‘z registri;
– LSP- kichik so‘z registri.


EXT kengaytirish “ikkitalik so‘z” formatiga qo‘shimcha bit qo‘shish hisobiga bo‘sag‘ani ko‘ta rish imkonini beradi, bunda akkumulyator to‘lib ketadi. Shu sababga ko‘ra EXT kengaytirishning qo‘shimcha bitlarini odatda “soqchi” deb atashadi. Agar EXT so‘zining uzunligi 4 yoki 8 bitga teng bo‘lsa, akkumulyatorda oraliq ma’lumotlarning to‘lib ketish xavfsiz. 2⁴ yoki 2⁸ (modul bo‘yicha)gacha qiymati to‘planishi mumkin. Agar bu qiymatlarni ma’lumotlar xotirasida saqlash talab qilinsa, ikkita variantdan biri bo‘lishi mumkin:
– EXT registri tarkibini alohida yacheykada saqlash;

– Akkumulyator tarkibini uni ma’lumotlar xotirasiga uzatishgacha masshtablashni amalga oshirish.
Agar bu bajarilmasa, akkumulyator tarkibini ma’lumotlar xotirasida saqlashda u avtomatik ravishda so‘z uzunligigacha yaxlitlanadi.