ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУРЫ МИКРОПРОЦЕССОРОВ СЕМЕЙСТВА М68К

---

      РЕЖИМЫ ПРИВИЛЕГИЙ

   В режиме пользователя программе доступны регистры программной модели пользователя и большая часть инструкций. Все операции осуществляются в адресном пространстве пользователя. В режиме супервизора программе доступны все ресурсы пользователя и дополнительно регистры программной модели супервизора (регистры управления), а также дополнительные инструкции (привилегированные). Все операции осуществляются в адресном пространстве супервизора.
   Режим процессора устанавливается специальным битом регистра состояния (бит режима супервизора S - supervisor mode), переключение которого возможно только в режиме супервизора. Переход из режима пользователя в режим супервизора возможен только по внешнему событию, нарушающему нормальную работу процессора или по инструкции, требующей для своего выполнения перехода в режим супервизора. Такой переход осуществляется выполнением специальной процедуры, называемой обработка исключения (рис.1.1). Переход из режима супервизора в режим пользователя возможен только по инструкции, воздействующей на бит S регистра состояния.

      СТРУКТУРА ПРОЦЕССОРОВ

   Эволюцию микропроцессоров семейства М68000 легко проследить, рассматривая укрупненные структуры каждого из процессоров.
   Уже в первом процессоре семейства MC68000 использован один из самых эффективных методов повышения производительности - распараллеливани функций с помощью

относительно автономно работающих блоков. Микропроцессор MC68000 включает два работающих параллельно устройства (рис.1.2): исполнительное устройство (Execution Unit) и контроллер магистрали (Bus Controller), а в состав MC68020 (рис.1.3), помимо этих двух устройств, входит еще и кэш инструкций размером 256 байт.
   MC68030 состоит из пяти основных устройств (рис.1.4): контроллера магистрали, целочисленного устройства, кэша инструкций размером 256 байт, кэша данных размером 256 байт, устройства управления памятью.
   В состав MC68040 (рис.1.5) входит контроллер магистрали (КМ), целочисленное устройство (ЦУ), устройство обработки с плавающей точкой (УОПТ), устройство памяти инструкций (содержащее устройство управления памятью инструкций), кэш инструкций размером 4 Кбайта, устройство снупинга инструкций, устройство памяти данных (с устройством управления памятью данных), кэш данных размером 4 Кбайта, устройство снупинга данных.
    МС68060 состоит из следующих основных устройств (рис.1.6): контроллера магистрали (КМ), устройства обработки с включенными в него целочисленным устройством и устройством обработки с плавающей точкой, устройства памяти инструкций (с устройством управления память инструкций, кэшем инструкций размером 8 Кбайт,
устройством снупинга инструкций), устройства памяти данных с входящими в него устройством управления памятью данных, кэшем данных размером 8 Кбайт и устройством снупинга данных.

   Основным отличием МС68060 от MC68040 является принципиально новая организация целочисленного устройства, обеспечивающая глубокую конвейеризацию выборки инструкций, кэширование ветвлений и использование RISC-технологий при обработке
инструкций.