ST6X86P133+HS

ST6x86系列微处理器的缓存单元和浮点单元（FPU）协同工作，以提高整体的计算性能和效率。以下是缓存单元和浮点单元如何协同工作的一些关键点：

1. 缓存单元（Cache Unit）：

   • ST6x86 CPU包含两个缓存：一个16-KByte的统一写回缓存（Unified Cache）和一个256-byte的指令行缓存（Instruction Line Cache）。
   • 统一缓存作为主要的数据缓存和次要的指令缓存，配置为四路集联缓存，存储最近的指令和数据。
   • 指令行缓存作为主指令缓存，通过数据总线从统一缓存填充。

2. 浮点单元（Floating Point Unit, FPU）：

   • FPU通过64位数据接口与整数单元和缓存单元交互。
   • FPU是x87指令集兼容并遵循IEEE-754标准。

3. 协同工作机制：

   • 指令获取与执行：整数单元在X和Y流水线中执行指令，同时检查是否存在内存管理异常和访问内存操作数。如果没有检测到异常，CPU将浮点指令派发到FPU指令队列。
   • 并行执行：ST6x86 CPU能够并行执行整数和浮点指令。整数指令可以与FPU指令一起执行，而不受程序顺序的限制。
   • 推测执行：CPU可以在分支指令或浮点指令后进行推测执行，不断执行指令流，而不需要等待分支解决。这有助于流水线在分支指令解决期间保持活跃。
   • 写缓冲区：FPU使用一组写缓冲区，以防止由于推测写操作而导致的停顿。

4. 内存管理单元（Memory Management Unit, MMU）：

   • MMU负责将线性地址转换为物理地址，并支持传统的分页机制和可变大小分页机制，后者允许软件在4KB到4GB的范围内映射页面。

5. 总线接口单元（Bus Interface Unit, BIU）：

   • BIU提供外部系统板与处理器内部执行单元之间的接口，确保数据和指令的快速传输。

6. 性能优化：

   • 通过使用先进的技术，如寄存器重命名、数据转发、数据绕过等，ST6x86 CPU减少了数据依赖和资源冲突，从而优化了执行流水线的性能。

通过这种设计，ST6x86系列微处理器能够在保持x86指令集兼容性的同时，实现高性能的计算任务，特别是在需要大量浮点运算的应用中。