Система команд
Для процессоров ЦОС характерно наличие множества специализированных функциональных устройств для быстрого выполнения определенных операций. Наиболее распространенными операциями являются умножение, умножение с накоплением, сложение с округлением, а также операции над числами с фиксированной точкой с поддержкой арифметики насыщения (saturation). Многие процессоры используют отдельные функциональные модули для поддержки конкретных алгоритмов, например быстрого преобразования Фурье или декодера Витерби.
При этом многие операции могут выполняться параллельно, то есть существуют комбинированные команды выполняющие несколько операций параллельно (ограниченный параллелизм на уровне команд). Однако, в отличие от VLIW, возможные комбинации параллельно выполняющихся операций ограничены и нерегулярны. Ввиду относительно короткого командного слова, удается кодировать только некоторые комбинации, при этом система команд получается неортогональной. Под ортогональностью системы команд понимается возможность использования в командах любого регистра доступного в регистровом файле. В рассматриваемом же классе ЦПОС операнды имеют уникальные для каждой команды ограничения на подмножество допустимых регистров, вплоть до того, что в некоторых командах разрешается использовать в качестве операнда только фиксированный регистр (из-за того, что необходимо уместить все необходимые операнды комбинированной команды в одно программное слово). В частности при использовании косвенной адресации для разных команд допустимыми могут быть различные подмножества адресных регистров.
Среди характерных особенностей системы команд стоит отдельно упомянуть поддержку аппаратных циклов. В отличие от традиционной организации циклов с помощью команд условного ветвления, аппаратные циклы позволяют свести потери на организацию цикла к нулю. Однако при этом существует ряд особенностей, таких как ограниченная вложенность циклов и ограничения на использование команд внутри тела цикла. Компилятор обязан учитывать все такие особенности при генерации аппаратных циклов.
Таким образом, мы выделяем следующие особенности системы команд рассматриваемого класса ЦПОС, которые необходимо учитывать в компиляторе:
- Наличие отдельных функциональных устройств для вычисления специфических операций.
- Неортогональность системы команд.
- Поддержка аппаратных циклов.
