Digitális rendszerek. Mikroarchitektúra szintje

Hasonló dokumentumok
Máté: Számítógép architektúrák

Máté: Számítógép architektúrák

Máté: Számítógép architektúrák

Máté: Számítógép architektúrák

Máté: Számítógép architektúrák

VEZÉRLŐEGYSÉGEK. Tartalom

7.hét: A sorrendi hálózatok elemei II.

Alaplap: közös kapcsolódási felület a számítógép részegységei számára

Számítógép felépítése

A mikroprocesszor felépítése és működése

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 8

Számítógépek felépítése, alapfogalmak

Bevezetés az informatikába

Processzor (CPU - Central Processing Unit)

Szekvenciális hálózatok és automaták

Operandus típusok Bevezetés: Az utasítás-feldolgozás menete

SZORGALMI FELADAT. 17. Oktober

A számítógép fő részei

Digitális rendszerek. Digitális logika szintje

10. Digitális tároló áramkörök

Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 9

Számítógép architektúrák

Informatika érettségi vizsga

Mikrorendszerek tervezése

A feladatokat önállóan, meg nem engedett segédeszközök használata nélkül oldottam meg. Olvasható aláírás:...minta VIZSGA...

DIGITÁLIS TECHNIKA 8 Dr Oniga. I stván István

Számítógép Architektúrák (MIKNB113A)

F1301 Bevezetés az elektronikába Digitális elektronika alapjai Szekvenciális hálózatok

SZÁMÍTÓGÉPEK BELSŐ FELÉPÍTÉSE - 1

MPLAB IDE - SIM - - Rövid ismertető a használathoz - Kincses Levente 3E22 89/ November 14. Szabadka

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 9

Nagy Gergely április 4.

Összetett feladatok megoldása

Programozási segédlet DS89C450 Fejlesztőpanelhez

Számítógépek felépítése

DSP architektúrák dspic30f család memória kezelése

5. KOMBINÁCIÓS HÁLÓZATOK LEÍRÁSÁNAK SZABÁLYAI

Járműfedélzeti rendszerek I. 4. előadás Dr. Bécsi Tamás

Előadó: Nagy István (A65)

DIGITÁLIS TECHNIKA I

elektronikus adattárolást memóriacím

Jelfeldolgozás a közlekedésben

7. Fejezet A processzor és a memória

A fealdatot két részre osztjuk: adatstruktúrára és vezérlőre

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 4

Digitális technika VIMIAA01 9. hét Fehér Béla BME MIT

Digitális technika VIMIAA01 9. hét

A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)

A mikroprocesszor egy RISC felépítésű (LOAD/STORE), Neumann architektúrájú 32 bites soft processzor, amelyet FPGA val valósítunk meg.

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 4

Bepillantás a gépházba

0 0 1 Dekódolás. Az órajel hatására a beolvasott utasítás kód tárolódik az IC regiszterben, valamint a PC értéke növekszik.

Véges állapotú gépek. Steiner Henriette

A feladatokat önállóan, meg nem engedett segédeszközök használata nélkül oldottam meg: Olvasható aláírás:...

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 4

Digitális rendszerek. Utasításarchitektúra szintje

EB134 Komplex digitális áramkörök vizsgálata

Digitális elektronika gyakorlat

Elvonatkoztatási szintek a digitális rendszertervezésben

TestLine - zsoltix83tesztje-01 Minta feladatsor

Máté: Számítógép architektúrák

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Architektúra, cache. Mirıl lesz szó? Mi a probléma? Teljesítmény. Cache elve. Megoldás. Egy rövid idıintervallum alatt a memóriahivatkozások a teljes

DSP architektúrák dspic30f család

Digitális Rendszerek és Számítógép Architektúrák (VEMKKN3214A)

Számítógép fajtái. 1) személyi számítógép ( PC, Apple Macintosh) - asztali (desktop) - hordozható (laptop, notebook, palmtop)

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Magas szintű optimalizálás

SysCVideo: fiktív grafikus kártya SystemC modulként, SDL alapú megjelenítéssel

Véges állapotú gépek (FSM) tervezése

A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel

Digitális Rendszerek és Számítógép Architektúrák (BSc államvizsga tétel)

Máté: Számítógép architektúrák

5. Hét Sorrendi hálózatok

Dr. Oniga István. DIGITÁLIS TECHNIKA 10 Memóriák

Máté: Számítógép architektúrák

DIGITÁLIS TECHNIKA II

LOGSYS LOGSYS SZTEREÓ CODEC MODUL FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓ szeptember 16. Verzió

Máté: Számítógép architektúrák

SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK

TestLine - zsoltix83tesztje-01 Minta feladatsor

LÉPCSŐHÁZI AUTOMATÁK W LÉPCSŐHÁZI AUTOMATA TIMON W SCHRACK INFO W FUNKCIÓK W MŰSZAKI ADATOK

SZOCIÁLIS ÉS MUNKAÜGYI MINISZTÉRIUM

A LEGO Mindstorms EV3 programozása

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 5

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 5

Máté: Számítógép architektúrák

Véges állapotú gépek (FSM) tervezése

egy szisztolikus példa

Hardver Ismeretek. Várady Géza

Egyszerű RISC CPU tervezése

Perifériák hozzáadása a rendszerhez

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

Programozott soros szinkron adatátvitel

Számítógép architektúrák 2. tétel

6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes.

találhatók. A memória-szervezési modell mondja meg azt, hogy miként

PMU Kezdı lépések. 6-0 Csatlakozás LG GLOFA-GM és SAMSUNG PLC-hez. 6-1 Kommunikáció LG PMU és LG GLOFA-GM7 / GM6 / GM4 között

2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés

Átírás:

Digitális rendszerek Mikroarchitektúra szintje

Mikroarchitektúra Jellemzők A digitális logika feletti szint Feladata az utasításrendszer-architektúra szint megalapozása, illetve megvalósítása Példa Egy lehetséges kialakítás a mikroarchitektúrára Adatút (időzítés, memóriaművelet) Mikroutasítások Mikroutasítás vezérlés 2

Adatút Kialakítása ALU + be- és kimenetek Adatút regiszterei csak ezen szinten érhetők el Két sínes kialakítás ( B és C sín) ALU vezérlése 6 vezérlőjellel Jobboldali bemenetére bármelyik regiszter tartalma írányítható Baloldalira csak a H regiszteré 3

Adatút Időzítése Vezérlőjelek beállítása (Δw) Egy regiszter a B sínre (Δx) ALU és léptető kimenete stabil (Δy) Eredmény továbbítása a regiszterekhez (Δz) Betöltés a regiszterekbe a következő felfutó élnél Adatút vezérlése: órajel le és felfutó éle Δw + Δx + Δy + Δz időnek jóval a felfutó él előtt le kell telnie. 4

Adatút Memóriaművelet 32 bites port Memory Address Register (MAR) Memory Data Register (MDR) 8 bites port MBR alsó 8 bit (PC vezérli) Regiszterek Olvasás és írás vezérlőjelek MAR csak írható! H mindig engedélyezett! 5

Adatút Memóriaművelet MAR címsín leképezés 6

Adatút Memóriaművelet 32 bites port Memory Address Register (MAR) Memory Data Register (MDR) 8 bites port MBR alsó 8 bit (PC vezérli) Regiszterek Olvasás és írás vezérlőjelek MAR csak írható! H mindig engedélyezett! 7

Mikroutasítások 29 jel kell a vezérléshez 9 jel: adatírás C sínről a regiszterekbe 9 jel: regiszterek valamelyikének engedélyezése B sínre (ALU egyik bemenetéhez) dekóder segítségével 4-re csökkenthető a szükséges vezérlőjelek száma 8 jel: ALU és léptető vezérlése 2 jel:memóriaművelet MAR/MDR-en keresztül 1 jel: memóriabetöltés PC/MBR-en keresztül 8

Mikroutasítás-vezérlés Vezérlőtár Mikroprogramot tartalmazza mikroprogramtár Jelen esetben 512x36 bites szót tárol Mikroutasítások végrehajtása eltér a főmemóriabeli utasításokétól Csak olvasható memória! Saját memóriacím (MPC) és memóriadat(utasítás) regiszter (MIR) MIR bitjeinek csoportosítása megegyezik a mikroutasításokéval 9

Mikroutasítás-vezérlés Működés 1. részciklus Órajel lefutó élénél MIR feltöltődik az MPC-vel kiválasztott szóval ΔW idő alatt 2. részciklus Egy regiszter kikerül a B sínre ALU megtudja milyen műveletet kell végrahajtani Δw+Δx idő múlva ALU bemenetei stabilak 10

Mikroutasítás-vezérlés Működés 3. részciklus Δy alatt ALU, N, Z és a léptető kimenete stabilizálódik ALU kimenete azonnal a léptetőbe kerül 4. részciklus Δz idő múlva a léptető kimenete a C sínen a regiszterek rendelkezésére áll Az órajel felfutó élére a regiszterek, ill. N és Z flipflopok betöltődnek MPC betöltődik a következő mikroutasítás címére 11

Mikroarchitektúra tervezési szempontok Sebesség vagy ár Sebesség növelése Óraciklusok számának csökkentése Felépítés egyszerűsítése Utasításvégrehajtás átlapolása Ár csökkentése Lapkára integrált funkciók lapka területe gyártási költség Egyszerűbb felépítés = lassabb végrehajtás, olcsóbb kivitel (pl. mikroprogramtár szóhosszának csökkentése) 12

Mikroarchitektúra tervezési szempontok Végrehajtási út hosszának csökkentése Értelmező ciklus és mikrokód összefűzése Mikroutasítások végrehajtási ideje csökkenthető (azaz növelhető a végrehajtás sebessége) Háromsínes architektúra Két teljes értékű bemeneti sín az ALU-nak, regiszterek többsége kapcsolódjon mindkét sínhez Előnye: bármely regiszter, bármelyik másik regiszterrel egy cikluson belül összeadható Utasításbetöltő egység Utasítás betöltése elválasztható az ALU-tól Előnye: egyszerű felépítés, működése átlapolható az ALU-val 13

Mikroarchitektúra tervezési szempontok Csővonalas felépítés Párhuzamosság növelése Adatút több részre osztása: pl. ALU be- és kimeneti oldalán új regiszterek beiktatásával Növelhető az órajel Ciklusokon belül az adatút minden része párhuzamosan használható Dekódoló egység Sorba állító egység MIR regiszterek többszörözése 14