موتورولا 68881

تُعدّ وحدتا المعالجة المساعدة Motorola 68881 و Motorola 68882 وحدات معالجة الفاصلة العائمة (FPUs) تُستخدمان في بعض أنظمة الحاسوب بالتزامن مع معالجات Motorola الدقيقة 68020 أو 68030 ذات 32 بت . وتُعتبر هذه المعالجات المساعدة رقائق خارجية، صُممت قبل أن تُصبح عمليات حساب الفاصلة العائمة معيارًا في وحدات المعالجة المركزية (CPUs). طُرحت وحدة Motorola 68881 في عام 1984. ^{[ 1 ]} أما وحدة 68882 فهي نسخة ذات أداء أعلى أُنتجت لاحقًا.

صُممت وحدات المعالجة المركزية 68020 و68030 مع وضع شريحة 68881 المنفصلة في الاعتبار. احتفظت مجموعات تعليماتها بتعليمات "السطر F" - أي أن جميع رموز العمليات التي تبدأ بالرقم الست عشري "F" يمكن إما توجيهها إلى معالج مساعد خارجي أو استخدامها كـ"مصائد" تُطلق استثناءً ، مما يُسلم التحكم إلى نظام تشغيل الحاسوب . في حال عدم وجود وحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU) في النظام، يقوم نظام التشغيل إما باستدعاء مُحاكي FPU لتنفيذ ما يُعادل التعليمات باستخدام كود برمجي قائم على الأعداد الصحيحة لوحدة 68020، أو يُعيد خطأً إلى البرنامج، أو يُنهي البرنامج، أو يتعطل ويتطلب إعادة تشغيل.

يحتوي المعالج 68881 على ثمانية سجلات بيانات سعة كل منها 80 بت (64 بت للجزء الكسري بالإضافة إلى بت الإشارة، و15 بت للأس المُوَقَّع). ^{[ 2 ]} وهو يدعم سبعة أنماط مختلفة للتمثيل العددي، بما في ذلك الفاصلة العائمة أحادية الدقة، والفاصلة العائمة مزدوجة الدقة، والفاصلة العائمة ذات الدقة الموسعة، والأعداد الصحيحة كقيم 8 و16 و32 بت، بالإضافة إلى تنسيق الفاصلة العائمة الثنائي المُشفَّر . وتُعرَّف تنسيقات الفاصلة العائمة الثنائية وفقًا لمعيار IEEE 754 للفاصلة العائمة. صُمِّم هذا المعالج خصيصًا للعمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة، وهو ليس معالجًا عامًا للأغراض العامة. فعلى سبيل المثال، عندما تتطلب إحدى التعليمات حسابات عناوين، يتولى المعالج الرئيسي معالجتها قبل أن يتولى المعالج 68881 زمام الأمور.

صُممت وحدة المعالجة المركزية ووحدة الفاصلة العائمة بحيث يمكن تشغيلهما معًا في الوقت نفسه. فعندما تصادف وحدة المعالجة المركزية تعليمة 68881، فإنها تُمرر إلى وحدة الفاصلة العائمة جميع المعاملات اللازمة لتلك التعليمة، ثم تُحرر وحدة الفاصلة العائمة وحدة المعالجة المركزية لتنتقل إلى تنفيذ التعليمة التالية.

يُعدّ المعالج 68882 نسخةً مُحسّنة من المعالج 68881، حيث يتميّز بتقنية خطوط الأنابيب المُحسّنة ، وسيُتاح لاحقًا بترددات ساعة أعلى . ^{[ 3 ] [ 4 ]} مجموعة تعليماته هي نفسها تمامًا. ادّعت موتورولا في بعض موادها التسويقية أنه يُنفّذ بعض التعليمات أسرع بنسبة 40% من المعالج 68881 عند نفس تردد الساعة؛ إلا أن التحسّن النموذجي في الأداء يكون أقلّ.

يتوافق المعالج 68882 مع المعالج 68881 من حيث التوصيلات، ويمكن استخدامه كبديل مباشر في معظم الأنظمة. أما أبرز أوجه عدم التوافق البرمجي، فهو استخدام المعالج 68882 لإطار حالة FSAVE أكبر، مما يؤثر على أنظمة UNIX وغيرها من أنظمة التشغيل متعددة المهام الاستباقية التي كان لا بد من تعديلها لتخصيص مساحة أكبر له.

استُخدمت المعالجات 68881 أو 68882 في محطات عمل Sun Microsystems Sun-3 ، ومحطات عمل IBM RT PC ، وعائلة Macintosh II ، وجهاز NeXT Computer ، وX68000 ، و Amiga 3000 ، و Convergent Technologies MightyFrame، و Atari Mega STE ، و TT ، و Falcon . كما استخدمت بعض منتجات Amiga وAtari التابعة لجهات خارجية، بما في ذلك CMI PAMC-500، ^{[ 5 ]} المعالجات 68881 أو 68882 كوحدة طرفية مُرتبطة بذاكرة المعالج 68000 .

ابتداءً من معالج موتورولا 68040 ، تم تضمين دعم الفاصلة العائمة في وحدة المعالجة المركزية نفسها.

ملحوظات

• freescale.com - دليل مرجعي لمبرمج عائلة موتورولا MC68000