andrey

Путь к Файлу: /Организация ЭВМ / Лекции ВМ-91 / Лекция Манухов Даниленко.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   13.01.2015
Размер:   61.0 КБ
СКАЧАТЬ

3.2 Обзор потоков данных в архитектуре

Использованы следующие соглашения об именах:

1. Сигнал разрешения синхронизации для регистров обозначены как Rce. Так IRce это сигнал разрешения синхронизации для регистра инструкции.

2. Шинный драйвер из X на шину Y назван XYd, его сигнал разрешения выхода назван XYdoe. Так SH4LDdoe это сигнал разрешения выхода для драйвера из схемы сдвига во внутреннюю шину загрузки.

3. Мультиплексор выдающий данные на устройство X назван Ymux, его сигнал выбора назван Ymuxsel.

Мы закончим разработку процессора и предложим строгое доказательство, что он работает в структурированном виде. Разработка и доказательство включают в себя 3 этапа:

1. Для каждого окружения мы определим поведение и разработаем в соответствии со спецификацией.

2. Мы разработаем автомат Мура который будет управлять потоками данных.

3. Мы покажем, что машина интерпретирует набор инструкций, т.е. процессор функционирует правильно.

Большие устройства и окружения устройств

GRPenv

Окружение файла регистров общего назначения РОН

ALUenv

Окружение арифметико-логического устройства АЛУ

SHenv

Окружение схемы сдвига SH

SH4Lenv

Окружение схемы сдвига для операций загрузки SH4L

PCenv

Окружение программного счетчика PC

IRenv

Окружение регистра инструкций IR

Menv

Окружение устройства памяти M

Регистры

A,B

Выходные порты регистров РОН

MAR

Регистр адреса в памяти

MDRw

Данные для записи в память

MDRr

Данные считанные из памяти

Шины

A’,B’

Входы регистра A и регистра B

a,b

Левый/правый операнд источник АЛУ и схемы сдвига

D

Внутренняя шина данных процессора

MA

Адрес в памяти

MDin

Входные данные M

MDout

Выходные данные M

Входы для управления

AEQZ

Признак нуля в регистре A

IR[31:26]

Первичный опкод

IR[5:0]

Вторичный опкод

 

Теоретически можно отложить разработку окружений, и тогда процесс разработки будет направлен сверху вниз. Но спецификация семи окружений подряд будет сложна для чтения.

 

3.3 Окружения устройств

3.3.1 Файл регистров общего назначения

Окружение файла регистров общего назначения содержит регистровый файл имеющий 32 слова и 3 порта GPRi[31:0] : i = 0, ... , 31. Он управляется тремя сигналами управления:

· Сигнал записи GPRw

· Сигнал Rtype обозначающий инструкцию R-типа.

· Сигнал Jlink обозначающий инструкцию перехода со связью.

В каждом цикле поведение окружения полностью определено несколькими уравнениями. Первое уравнение определяет что регистры с адресами RS1 и RS2 всегда для чтения и работают на входы регистров A и B. Чтения с адреса 0 должно заставить окружение регистрового файла выдавать 0 на выходе.

 

Лекция Манухов Даниленко

 

Лекция Манухов Даниленко

Пусть Cad будет адресом регистра для записи. Этот адрес обычно указан входом RD. В случае с инструкцией перехода со связью (Jlink=1), значение регистра PC копируется в регистр 31. Запись происходит только в случае если сигнал GPRw активнен.

Лекция Манухов Даниленко

Лекция Манухов Даниленко

Оставшиеся уравнения определяют только позиции полей RS1, RS2 и RD, только позиция RD зависит от типа инструкции:

Лекция Манухов Даниленко

Схема Caddr изображенная на рисунке 3.5 генерирует адрес регистра-приемника, имеет следующую цену и задержку:

CCaddr = 2Cmux(5)

DCaddr = 2Dmux(5).

Схема на рисунке 3.5 это очевидная реализация окружения РОН с ценой:

CGPRenv=Cram3(32,32)+CCAddr+2(Czero(5)+Cinv+Cand(32)).

Регистровый файл производит 2 вида запросов: выдает данные на A’ и B’, или записывает данные с C’. При запросе на чтение учитывается задержка:

DGPR.read = DGPRenv(IR,GPRw,A’,B’) = max{Dram3(32,32),Dzero(5)+Dinv}+Dand,

Запись занимает время:

DGPR.write = DCAddr + Dram3(32,32).

3.3.2 Окружение регистрового файла.

Это окружение управляется тремя сигналами управления:

· Jjump обозначает инструкцию перехода J-типа,

· shiftI обозначает инструкцию сдвига с непосредственным опреандом,

· сигнал разрешения синхронизации регистра инструкции IRce.

Окружение содержит регистровый файл который загружает значение из шины MDout. Таким образом:

IR :=MDout если IRce = 1.

Окружение IRenv выдает 32-битную константу:

Лекция Манухов Даниленко,

где sxt обозначает 32-битное представление a с расширением знака. Позициия значения сдвига SA и непосредственной константы imm в слове инструкции определяется следующими уравнениями:

Лекция Манухов Даниленко

Эти уравнения завершают спецификацию окружения регистра инструкций. Цена и задержка:

CIRenv = Cff(32) + Cmux(15)

DIDenv(co) = Dmux(15).

3.3.3 Окружение программного счетчика (PC)

Окружение управляется сигналами reset и разрешение синхронизации PCce. Если сигнал сброса активен то начальный адрес 032   загружается в PC:

Лекция Манухов Даниленко

CPCenv = Cff(32) + Cmux(32) +Cor

DPCenv = max{Dmux(32),Dor}.

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика