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

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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc máy tính - Bài 9 Đồng xử toán 8087 (Co-Processor) Bµi 9§ång xö to¸n 8087(Co-Processor)1. Giíi thiÖu2. C¸c kiÓu d÷ liÖu cña ®ång xö lý to¸n3. LËp tr×nh víi ®ång xö lý to¸n4. Tæ chøc ®ång xö lý to¸n 80875. Nèi ghÐp ®ång xö lý to¸n 8087 trong m¸y tÝnh XT1. 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 lÇnNh©n ®é chÝnh x¸c ) 19 (µs) 1.600 85®¬nNh©n ®é chÝnh x¸c 27 2.100 80kÐpCéng 17 1.600 95Chia 39 3.200 80So s¸nh 9 1.300 145N¹p 9 1.700 190CÊt 18 1.200 70C¨n bËc hai 36 19.600 550Tang 90 13.000 145Hµm mò 100 17.100 1702. C¸c kiÓu d÷ liÖu ®ång xö lýto¸n.ChuÈn sè dÊu phÈy ®éng IEEE N¨m 1980 Uû ban IEEE ®· tiÕn hµnhchuÈn ho¸ biÓu diÔn sè thùc. ChuÈn IEEE, sè thùc cã hai cÊp ®é chÝnhx¸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 ®ãcã 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 södông 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 (®ÞnhtrÞ) 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 0DÊu 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 tiÕpH×nh 3.5. (VÝ dô vÒ sè víi dÊu phÈy cè ®Þnh d¹ngsè lÎ vµ sè hçn hîp (DSP 56K cña Motorola)C¸c bíc chuyÓn sè thùc sang dÊu phÈy ®éng1. Sè thùc ®îc chuyÓn thµnh sè nhÞ ph©n.2. Sè nhÞ ph©n ®îc biÓu diÔn díi d¹ng khoa häc 1.XXXXEYYYY3. 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 ®éngchÝnh 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 0000VÝ dô:ChuyÓn sè -96.27 10 thµnh sè chÝnh x¸c®¬n FP.Gi¶i: 96,27D=110.0000,0100.0101.0001.1110.1B=1,1000.0001.0001.0100.0111.101E6Bit dÊu :Bit 31 b»ng 1 lµ sè ©mSè mò :C¸c bit 30 - 23 b»ng 1000.0101 (6+7HF=85H)Sè dÊu phÈy ®éng IEEE chÝnhx¸c kÐp Sè dÊu phÈy ®éng chÝnh x¸ckÐp cßn ®îc gäi lµ sè thùc dµi. BiÓu diÔn sè ©m vµ d¬ng trongd¶i 23x10 -308 ≤X≤®Õn 1,7x10 +308 . Tæng céng 64 bit. Bit 63: Bit dÊu Bit 62-52 (11 bit): PhÇn mò63 62 52 51 0 S Sè mò PhÇn ®Þnh trÞKho¶ng gi¸ trÞ: 2,23. 10 -308 ≤ X ≤ 1,79.10 308ChuyÓn sang d¹ng sè chÝnh x¸c kÐp ...