Universitatea "Politehnica" Bucuresti

Facultatea de Automatica si Calculatoare

Sisteme cu microprocesoare

SUN4/50 SparcStation IPX- Un sistem RISC robust pe 64 de biti

Versiunea 9 (V9) a procesorului Sparc constituie prima schimbare arhitecturala majora facuta de Sparc International acestui procesor, de cad a fost prima data scos pe piata acum cinci ani.

In primul rand, Sparc V9 este o specificatie arhitecturala data de Sparc pentru a extinde vechiul model SPARC.Catodata specificatia este confundata cu un nou chip Sparc.V9 este un update al arhitecturii V8,nu este un chip ci o specificatie. Dupa publicarea ei, aceasta specificatie va defini ceea ce inseamna processor Sparc, si va fi folosita si intalnita in toate manualele de utilizare ca cel pentru chipul V8.

1.De ce SPARC?

Unul dintre motivle pentru care SPARC a avut success este pentru a ca introdus o arhitectura stabila de microprocesor.Compania SPARC International a implementat peste doisprezece versiuni diferite si compatibile de microprocesoare dupa prima publicare a specificatiilor SPARC.Ca rezultat,SPARC a dus la aparitia a peste 5000 de aplicatii compatibile cu tipul sau de microprocesor.

V9 mentine gradul de stabilitate mai sus amintit precum si compatibilitatea binara,care este o caracteristica extrem de importanta.In ultimii ani, specialistii au studiat si analizat mai bine sistemele RISC si au ajuns la concluzia ca existau niste facilitati suplimentare de care era nevoie pentru o astfel de arhitectura, iar Sparc V9 aduce o parte din aceste facilitati in plus.

2.Nevoile procesoarelor anilor 90

In perioada de inceput a anilor 80 a aparut pentru prima data ideea de RISC.

Dezvoltatorii au folosit ce invatasera din combinatia tehnologiei compilatoarelor si a hardware-ului si au eliberat o interfata minimala de UNIX.A fost suficient pentru ca UNIX-ul sa isi inceapa ascensiunea.

In anii 90 insa industria compueterelor are nevoie de mai mult. Utilizatorii vor cresterea performantelor cu pastrarea compatibilitatii, si aceeasta ne duce cu gandul la caresterea spatiului de adresare.Oamenii doresc interfata mai buna si mai prietenoasa cu sistemul de operare,la fel si support pentru sisteme cu procesoare multiple, fire de executie concurente si programare orietata pe obiect.

Cei de la Sparc International sustin ca ahitectura propusa de ei aduce performante ridicate in comparatie cu versiunile de sisteme RISC propuse de MIPS sau Alpha, care par a fi mai de graba o extindere a versiunii de RISC a anilor 80.

3. SPARC V9: prezentare generala

SPARC V9 este un sistem RISC robust care rezista pana si in secolul 21.Una dintre principalele caracteristici ale acestei arhitecturi este adresarea pe 64 de biti.

Modelul aduce elemente noi care imbunatatesc performanta, dintre acestea meritand a fi mentionate posibilitatile oferite dezvoltatorilor pentru optimizarea compilatoarelor.

Schimbarile din V9 ofera support pentru implementari de pipeline-uri superscalare, mecanisme de intefatare cu cu sistemele de operare actuale, caracteristici cu rezistenta la erori,posibilitate de schimbari rapide de context.

Caracteristicile principale sunt :

Instructiunile suportate fac parte din categoriile :

Procesorul SPARC-V9 include doua tipuri de registre:

Registri de general-purpose sau registri de tip working data

Registri de control/status.

Working registers sunt:

- Integer working registers (r registers)

- Floating-point working registers (f registers)

Control/status registers sunt:

- Program Counter register (PC)

- Next Program Counter register (nPC)

- Processor State register (PSTATE)

- Trap Base Address register (TBA)

- Y register (Y)

- Processor Interrupt Level register (PIL)

- Current W indow Pointer register (CWP)

- Trap Type register (TT)

- Condition Codes Register (CCR)

- Address Space Identifier register (ASI)

- Trap Level register (TL)

- Trap Program Counter register (TPC)

- Trap Next Program Counter register (TNPC)

- Trap State register (TSTATE)

- Hardware clock-tick counter register (TICK)

- Savable windows register (CANSAVE)

- Restorable windows register (CANRESTORE)

- Other windows register (OTHERWIN)

- Clean windows register (CLEANWIN)

- Window State register (WSTATE)

- Version register (VER)

- Implementation-dependent Ancillary State Registers (ASRs) (impl. dep. #8)

- Implementation-dependent IU Deferred-Trap Queue (impl. dep. #16)

- Floating-Point State Register (FSR)

- Floating-Point Registers State register (FPRS)

- Implementation-dependent Floating-Point Deferred-Trap Queue (FQ) (impl. dep. #24)

4.SUN4/50 SparcStation IPX

Exista numeroase statii care se bazeaza pe tipul de microprocesor Sparc prezentat mai sus, masini produse de diverse mari companii precum HP,SUN,DEC.

Am ales pentru analiza SUN4/50 SparcStation IPX, una dintre cele mai populare masini de tip "lunchbox" scoase pe piata. Aceasta foloseste SIMM-uri de 72 de pini.

SPARCstation IPX (4/50)

Procesor : Fujitsu MB86903 or Weitek W8701 @ 40MHz, FPU on
CPU chip, Sun-4c MMU, 8 contexte hardware ,
28.5 MIPS, 4.2 MFLOPS, 21.8 SPECint92,
21.5 SPECfp92, 517 SPECintRate92, 510
SPECfpRate92

Tip carcasa: lunchbox

Magistrala: SBus, 2 sloturi

Memorie: 64M fizica; 64K write-through cache,mapat direct, indexat virtual,

Architecture: sun4c



















5. Sistem RISC bazat pe procesorul PowerPC Motorola MPC7455