Spark

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3. DESCRIÇÃO DO SPARC
3.1 - Histórico
O SPARC, acrossemia para Scalable Processor ARChitecture,
originou-se nos projetos pioneiros de Berkeley, desenvolvidos a partir de
1981 por alunos de graduação e pós-graduação: o RISC I [PAT81,SEQ82],
RISC II [KAT83] e SOAR [UNG84].
O RISC I foi o primeiro destes projetos, tendo introduzido
diversos conceitos novos. Houve várias dificuldades para suafabricação,
pois apenas se iniciava a utilização de "foundries" para este fim. Por
exemplo, de quarenta unidades produzidas apenas quatro funcionaram,
a uma frequência de "clock" bem abaixo daquela esperada. O RISC II foi
desenvolvido em dois anos, sendo um projeto mais refinado, com um nível
a mais de "pipeline", mais registradores, e uma área final menor que o
RISC I. Estes dois projetosforam desenvolvidos com tecnologia NMOS.
O RISC I e o RISC II não possuíam previsão para uso em
ambiente multiprocessador, nem para utilização de coprocessador de
ponto flutuante, sendo o percentual de área gasto na lógica de controle
de 5% e 10%, respectivamente. O RISC I apresentava barramentos
distintos para dados e instruções, enquanto que o RISC II possuía apenas
um barramentocompartilhado.
O SOAR tinha o mesmo conjunto básico de instruções, com a
diferença de possuir instruções específicas para programação orientada
a objeto, em particular para o SMALLTALK. Estas instruções servem para
facilitar o gerenciamento de dados e operações sobre variáveis, já que o
tipo da variável só é conhecido em tempo de execução no SMALLTALK.
Além disto, ao contrário do RISC I e II, possuiainstruções para carga e
armazenamento de múltiplos registradores, e não possuia endereçamento
a byte, pois este tipo de dado não existe em SMALLTALK.
A tabela 3.1 apresenta de forma sucinta os principais
parâmetros de comparação dos microprocessadores RISC I, RISC II e
SOAR.
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3.2 - Descrição Geral
Entre 1984 e 1987 a SUN Microsystems definiu o SPARC
[SUN87]. O SPARC [GAR88] é umaarquitetura aberta com várias
implementações em silício, com compatibilidade binária assegurada
através da obediência às definições propostas. Esta liberdade de
arquitetura permite obter implementações em tecnologias tão diversas
como: matriz de portas CMOS [NAM88a], CMOS totalmente personalizado
[NAM88b], ECL bipolar [AGR88] e GaAs. Com esta filosofia conseguiu-se
também que cada fabricanterealizasse melhoramentos na
microarquitetura adequados às suas implementações, sem perda de
compatibilidade binária. A sua arquitetura simples permite ainda obter
excelente desempenho, baixo custo de projeto, facilidade de fabricação e
maior confiabilidade.
O SPARC é uma arquitetura RISC de 32 bits com "pipeline".
Está dividido em duas partes: uma UNIDADE INTEIRA e uma UNIDADE
DE PONTOFLUTUANTE. Cada uma destas unidades tem seu próprio
conjunto de registradores, todos de 32 bits.
A Unidade Inteira pode conter de 40 a 520 registradores, em um
total de 2 a 32 janelas de registradores e 8 registradores globais. As
janelas de registradores se sobrepõem, permitindo passagem de
parâmetros internamente à pastilha. A Unidade de Ponto Flutuante tem
32 registradores de 32 bits. Estesregistradores podem ser acessados
através de instruções de LOAD e STORE de até 2 palavras (64 bits). As
SOAR RISC I RISC II
Total de Instruções 20 31 31
Tamanho da Instrução 32 bits 32 bits 32 bits
Nº de Estágios Pipeline 3 2 3
Nº de Registradores 72 78 138
Resolução do Processo (λ) 1.5 μm 2 μm 1.5 μm
Tabela 3.1 - Microprocessadores de Berkeley
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operações de Ponto Flutuante podem serexecutadas concorrentemente
com as instruções da Unidade Inteira, sendo que o sincronismo é
determinado por sinais especiais entre as duas Unidades.
No SPARC estão definidas 58 instruções Inteiras, 16 de
Interface com coprocessador e 36 de Ponto Flutuante. Todas as instruções
são de 32 bits em 3 formatos básicos. É uma arquitetura orientada a
registrador, ou seja, as únicas instruções que fazem...
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