Архитектура ЭВМ СВС

ЭВМ СВС была разработана в 1980 году как более быстрая версия ЦП БЭСМ-6 на интегральных схемах. Официально она называлась Эльбрус-1К2. Она была примерно в два с половиной раза быстрее, чем БЭСМ-6. Элементной базой была 100 серия ЭСЛ, тактовая частота 20 МГц. ЭВМ СВС имела до 10 процессоров и до 4х процессоров ввода-вывода (унаследованных от Эльбрус-1).

Регистры привилегированного режима

В режиме супервизора команда РЕГ позволяет обращаться к управляющим регистрам процессора.

Запись:

Адрес	Регистр
000-007	Запись содержимого сумматора в буферные регистры записи (БРЗ).
0010-0017	Неспользованные коды.
0020-0027	Запись содержимого сумматора в регистры приписки пользователя (РАФП).
0030-0033	Запись содержимого сумматора в регистры защиты пользователя (РЗП).
0034	Запись содержимого сумматора в регистр конфигурации модулей оперативной памяти (КОП).
0035	Гашение хранящих разрядов регистра сигналов контроля от оперативной памяти (СКООП).
0036	Неспользованный код.
0037	Гашение хранящих разрядов регистра внутренних прерываний (РПР).
0040-0043	Неспользованные коды.
0044	Запись содержимого сумматора в регистр тега (ТЕГ).
0045	Неспользованный код.
0046	Запись содержимого сумматора в главный регистр маски (ГРМ).
0047	Гашение хранящих разрядов главного регистра внешних прерываний (ГРВП).
0050	Запись содержимого сумматора в регистр прерывания центральных процессоров и процессоров ввода-вывода (ПП и ПМП).
0051	Запись содержимого сумматора в регистр ответов на прерывание процессора СВС-1 другим центральным процессором системы (ОПП) и в регистры гашения ПВВ и ОП.
0052	Гашение хранящих разрядов регистра прерываний от ЦП и ПВВ (ПОП, ПОМП).
0053	Гашение хранящих разрядов регистра ответов на прерывание от ЦП (ОПОП).
0054	Запись содержимого сумматора в регистр конфигурации ЦП в системе и регистр конфигурации ПВВ (КП, КМП).
0055	Гашение хранящих разрядов регистра сигналов контроля от ЦП и ПВВ (СКОП, СКОМП).
0056	Запись содержимого сумматора в регистр часов (ЧС).
0057	Запись содержимого сумматора в таймер (ТМ).
0060-0067	Запись содержимого сумматора в регистры приписки супервизора (РАФС).
0070-0073	Запись содержимого сумматора в регистры защиты супервизора (РЗС).
0074-0077	Запись содержимого сумматора в регистры защиты пользователя по записи (РЗПЗ).
0100-0107	Установка признаков ПКЛ, ПКП и БРО.
0140	Гашение таймера и сигнала контроля процессора (СКП).

Чтение:

Адрес	Регистр
0200-0207	Считывание содержимого буферных регистро записи (БРЗ) на сумматор.
0210-0233	Неспользованные коды.
0234	Считывание на сумматор содержимого регистра конфигурации модулей оперативной памяти.
0235	Считывание на сумматор содержимого регистра сигналов контроля от оперативной памяти.
0236	Считывание на сумматор сигналов запрета запроса в МОП от коммутаторов памяти.
0237	Считывание на сумматор содержимого регистра внутренних прерываний (РПР).
0240	Неспользованный код.
0241	Считывание на сумматор кода строки 1-6 дорожек перфоленты.
0242	Считывание на сумматор кода синхроимпульса перфоленты.
0243	Неспользованный код.
0244	Считывание на сумматор содержимого регистра тега.
0245	Считывание на сумматор регистра ТЕГБРЧ.
0246	Считывание на сумматор содержимого главного регистра маски (ГРМ).
0247	Считывание на сумматор содержимого главного регистра внешних прерываний (ГРВП).
0250	Считывание на сумматор содержимого регистра номера процессора.
0251	Неспользованный код.
0252	Считывание на сумматор содержимого регистра прерываний от ЦП и ПВВ (ПОП, ПОМП).
0253	Считывание на сумматор содержимого регистра ответов на прерывание от ЦП (ОПОП).
0254	Считывание на сумматор содержимого регистра конфигурации ЦП и ПВВ в системе (КП и КМП).
0255	Считывание на сумматор содержимого регистра сигналов контроля от ЦП и ПВВ (СКОП, СКОМП).
0256	Считывание на сумматор содержимого регистра часов.
0257	Считывание на сумматор содержимого таймера.
0260-0277	Неспользованные коды.

20-27 - РП, регистры приписки

Регистры приписки определяют для каждой виртуальной страницы номер физической страницы. При трансляции виртуального адреса в физический биты 15:11 задают номер виртуальной страницы. По этому номеру из регистров приписки извлекается номер физической страницы.

Всего имеется 8 регистров приписки по 48 бит. Каждый регистр приписки состоит из четырёх 12-битных полей.

48 … 37	36 … 25	24 … 13	12 … 1
ФИЗ[i+3]	ФИЗ[i+2]	ФИЗ[i+1]	ФИЗ[i]

Поле ФИЗ[i]: номер физической страницы для виртуальной страницы с индексом i.

30-33 - РЗ, регистр защиты

Регистр защиты содержит по одному биту для каждой виртуальной страницы, всего 32 бита. Если бит установлен в единицу, обращение по чтению или записи к этой странице вызывает внутреннее прерывание “Число в чужом листе”.

При записи в РЗ биты 28:21 сумматора помещаются в биты РЗ[8:1] для адреса 30, биты РЗ[16:9] для адреса 31, биты РЗ[24:10] для адреса 32, биты РЗ[32:25] для адреса 33.

32	31	…	3	2	1
Z31	Z30	…	Z2	Z1	Z0

Биты Z31-Z0: запрет обращения к соответствующей виртуальной странице.

37 - ГРП, главный регистр прерываний

ГРП показывает состояние внутренних прерываний процессора.

48 … 24	23	22	21	20	19 18	17	16	15	14	13	12	11 10	9 … 5	4	3 … 1
0	DZ	OVF	CK	DP	0	WPW	WPR	ICK	IP	IL	BP	0	P[i]	MCK	B[i]

Бит DZ: деление на ноль.

Бит OVF: арифметическое переполнение. Также устанавливается в случае деления на ноль.

Бит CK: контроль числа БРЗ (ошибка чётности). Также устанавливается в случае контроля числа МОЗУ, арифметического переполнения и деления на ноль. Поле B[i] содержит номер блока памяти, вызвавшего прерывание.

Бит DP: нарушение защиты памяти “Число в чужом листе”. Поле P[i] содержит номер страницы, вызвавшей прерывание.

Бит WPW: точка останова по записи.

Бит WPR: точка останова по считыванию.

Бит ICK: попытка выполнить число как команду, “Контроль команды”.

Бит IP: передача управления в отсутствующую страницу, “Команда в чужом листе”.

Бит IL: попытка выполнить привилегированную команду в режиме пользователя, “Запрещенная команда”.

Бит BP: совпадение адреса текущей команды с регистром M34, “Останов по КРА”.

Бит P[i]: номер страницы, вызвавшей нарушение защиты памяти (бит DP).

Бит MCK: контроль числа МОЗУ (ошибка чётности). Также устанавливается в случае арифметического переполнения и деления на ноль. Поле B[i] содержит номер блока памяти, вызвавшего прерывание.

Бит B[i]: номер блока памяти, вызвавшего прерывание контроля числа (биты CK или MCK).

47 - РВП, регистр внешних прерываний

РВП показывает состояние прерываний, поступивших в процессор от внешних устройств.

48 … 10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
0	PRG	REQ	RSP	VF	MF	TMR	PVV	MUL	BUT

Бит PRG: ???

Бит REQ: прерывание от процессоров. Этот бит устанавливается в 1, когда в регистре ПОП (по маске РКП) присутствуют активные биты.

Бит RSP: ответ от процессоров (регистр ОПОП).

Бит VF: авария процессора или ПВВ.

Бит MF: ошибка оперативной памяти.

Бит TMR: прерывание от таймера (регистр 57).

Бит PVV: прерывание от процессора ввода-вывода (ПВВ).

Бит MUL: ???

Бит BUT: нажата кнопка “Запрос” на пульте.

50 - ПП, регистр прерываний процессорам

ПП формирует сигналы запроса для процессоров СВС, а также младшую половину байта для модуля передачи данных.

48 47	46	45	44	43	42	41	40	39	38 … 35	34	33	32 … 1
0	??	??	??	??	R1	R2	R3	R4	TDL	RS	TS	0

Биты R1-R4: запросы для процессоров СВС.

Биты TDL: младшие четыре бита данных для отправки в модуль передачи данных (МПД).

Бит RS: строб подтверждения приема от МПД. Когда этот бит равен 1, МПД обновляет значения полей RDH и RDL в регистрах ПОП и ОПОП.

Бит TS: строб передачи в МПД. Когда этот бит равен 1, четыре бита TDL пересылаются в МПД.

51 - ОПП, регистр ответов процессорам

ОПП формирует сигналы ответа для процессоров СВС, а также старшую половину байта для модуля передачи данных.

48 47	46	45	44	43	42	41	40	39	38 … 35	34	33	32 … 1
0	??	??	??	??	L1	L2	L3	L4	TDH	??	TS	0

Биты L1-L4: ответы для процессоров СВС.

Биты TDH: старшие четыре бита данных для отправки в модуль передачи данных (МПД).

Бит TS: строб передачи в МПД. Когда этот бит равен 1, четыре бита TDH пересылаются в МПД.

52 - ПОП, регистр прерываний от процессоров

ПОП показывает сигналы запроса от процессоров СВС и от модуля передачи данных.

48 47	46	45	44	43	42	41	40	39	38 … 35	34	33	32 … 1
0	??	??	??	??	Q1	Q2	Q3	Q4	RDH	RI	TI	0

Биты Q1-Q4: запросы от процессоров СВС.

Биты RDH: старшие четыре бита данных, принятых от модуля передачи данных (МПД).

Бит RI: в приёмный буфер МПД поступили данные для процессора.

Бит TI: передающий буфер МПД пуст и готов принять данные от процессора.

53 - ОПОП, регистр ответных прерываний от процессоров

ОПОП отображает сигналы ответов от процессоров СВС и от модуля передачи данных.

48 47	46	45	44	43	42	41	40	39	38 … 35	34	33	32 … 1
0	??	??	??	??	T1	T2	T3	T4	RDL	0	0	0

Биты T1-T4: ответы от процессоров СВС.

Биты RDL: младшие четыре бита данных, принятых от модуля передачи данных (МПД).

54 - РКП, регистр конфигурации процессоров

РКП задаёт маску процессоров СВС, процессоров ввода-вывода и модуля передачи данных.

48 47	46	45	44	43	42	41	40	39	38	37	36	35	34	33	32 … 1
0	V1	V2	V3	V4	P1	P2	P3	P4	??	??	??	??	MR	MT	0

Биты V1-V4: наличие процесоров ввода-вывода (ПВВ).

Биты P1-P4: наличие процессоров СВС.

Бит MR: разрешение приёма от модуля передачи данных (МПД).

Бит MT: разрешение прерывания по передаче от МПД.