Motorola 68881 y Motorola 68882 son unidades de punto flotante (FPU) que se utilizan en algunos sistemas informáticos junto con los microprocesadores 68020 o 68030 de 32 bits de Motorola . Estos coprocesadores son chips externos, diseñados antes de que las matemáticas de punto flotante se convirtieran en estándar en las CPU. El Motorola 68881 se introdujo en 1984. [1] El 68882 es una versión de mayor rendimiento producida posteriormente.
Las CPU 68020 y 68030 se diseñaron teniendo en mente el chip 68881 independiente. Sus conjuntos de instrucciones reservaban las instrucciones de "línea F", es decir, todos los códigos de operación que comenzaran con el dígito hexadecimal "F" podrían reenviarse a un coprocesador externo o usarse como "trampas" que generarían una excepción , entregando el control al sistema operativo de la computadora . Si una FPU no está presente en el sistema, el sistema operativo llamará a un emulador de FPU para ejecutar el equivalente de la instrucción usando el código de software basado en enteros 68020, devolverá un error al programa, finalizará el programa o fallará y requerirá un reinicio.
El 68881 tiene ocho registros de datos de 80 bits (una mantisa de 64 bits más un bit de signo y un exponente con signo de 15 bits). [2] Permite siete modos diferentes de representación numérica, incluido el punto flotante de precisión simple, el punto flotante de doble precisión, el punto flotante de precisión extendida, números enteros como cantidades de 8, 16 y 32 bits y un sistema binario de punto flotante . formato decimal codificado . Los formatos de punto flotante binario son los definidos por el estándar de punto flotante IEEE 754 . Fue diseñado específicamente para matemáticas de punto flotante y no es una CPU de uso general. Por ejemplo, cuando una instrucción requiere cálculos de dirección, la CPU principal los maneja antes de que el 68881 tome el control.
El par CPU/FPU está diseñado de manera que ambos puedan ejecutarse al mismo tiempo. Cuando la CPU encuentra una instrucción 68881, le entrega a la FPU todos los operandos necesarios para esa instrucción y luego la FPU libera la CPU para continuar y ejecutar la siguiente instrucción.
El 68882 es una versión mejorada del 68881, con mejor canalización y, finalmente, disponible a velocidades de reloj más altas . [3] [4] Su conjunto de instrucciones es exactamente el mismo. Motorola afirmó en alguna literatura de marketing que ejecuta algunas instrucciones un 40% más rápido que un 68881 a la misma velocidad de reloj, aunque esto no refleja el rendimiento típico, como se ve en su mejora más modesta en la siguiente tabla. El 68882 es compatible con pines con el 68881 y puede usarse como reemplazo directo en la mayoría de los sistemas. La incompatibilidad de software más importante es que el 68882 utiliza un marco de estado FSAVE más grande, lo que afecta a UNIX y otros sistemas operativos multitarea preventivos que tuvieron que modificarse para asignarle más espacio.
El 68881 o 68882 se utilizaron en las estaciones de trabajo Sun Microsystems Sun-3 , estaciones de trabajo IBM RT PC , la familia Apple Computer Macintosh II , NeXT Computer , Sharp X68000 , Amiga 3000 , Convergent Technologies MightyFrame, Atari Mega STE , TT y Falcon . Algunos [ ¿cuáles? ] Los productos Amiga y Atari de terceros utilizaban el 68881 o 68882 como periférico mapeado en memoria del 68000 .
Estas estadísticas provienen de las preguntas frecuentes de comp.sys.m68k. [3] No se enumeran estadísticas para el 68882 de 16 MHz y 20 MHz, aunque estos chips sí se produjeron.
A partir del Motorola 68040 , se incluyó soporte de punto flotante en la propia CPU.