1 שלבי ביצוע הוראת מכונה (1) FETCH = קרא הוראה מהזיכרון ע " פ הכתובת שמכיל ה -PC. (2) DECODE = פענח את הפקודה וקרא את האוגרים הנחוצים ( אחד או שניים ). (3) EXECUTE = בעזרת ה -ALU חשב את התוצאה, או כתובת רצויה. (4) MEMORY = השתמש בתוצאה לבצע במידת הצורך : או טעינה לזיכרון (Store) או קריאה מהזיכרון (Load). (5) WRITE BACK = בצע במידת הצורך טעינה לאוגר.

2 חלקים בסיסים של המחשב Instruction Address Instruction Memory Add Sum

3 בתחילת שעון קוראים בסוף שעון כותבים cycle time rising edge falling edge קווי הבקרה - מחוברים לשעון

4 MIPS תיאור מופשט של מעבד

5 FETCH - שלב ה Add 4 PC Read address Instruction memory

6 יחידת הרגיסטרים Read register 1 Registers Read register 2 Write register Write Data Read data1 Read data2 { { מספרי האוגרים Data

7 Arithmetic Logic operation Read register1 Registers Read register2 Write register Write Data Read data1 Read data2 ALU Zero ALU operation ALU result Instruction ALU result ALU operation

8 Load,Store בניית פעולות Read address Data memory Write address Write data Read data Write Read

9 register1 Registers Read register2 Write register Write Data Read data1 Read data2 ALU Zero ALU operation ALU result Instruction Read address Data memory Write address Write data Read data Write Read Sign extend 1632 המשך בניית LW,SW

10 Read register1 Registers Read register 2 Write register Write Data Read data1 Read data2 Instructio n ALU Zero ALU operation ALU result Data Sign extend 32 Read address memory Write address Write data Read data Write Read 16 M u x M u x שילוב פעולות אריתמטיות עם פעולות גישה לזיכרון

11 FETCH - הוספת שלב ה Read register 1 Registers Read register2 Write register Write Data Read data1 Read data2 ALU Zero ALU operation ALU result Data Sign extend 32 Read address memory Write address Write data Read data Write Read 16 M u x M u x Add 4 PC Read address Instruction memory

12 Branch הוספת ALU Zero Read register1 Registers Read register2 Write register Write Data Read data1 Read data2 Instruction Adder Sum Shift left2 Sigh Extend Branch Target מועבר ליחידת הבקרה כתוצאה הלוגית של ההשוואה 1632 PC+4 משלב ה- Fetch

13 שילוב כל הפקודות Read register1 Registers Read register2 Write register Write Data Read data1 Read data2 Zero ALU result Data Sign extend 32 Read address memory Write address Write data Read data Write Read 16 Add 4 PC M u x Read address Instruction memory ADD ALU result Shift left2 M u x M u x

14 קווי בקרה PC Instruction memory Read address Instruction Add M u x Registers Write register Write data Read data 1 Read data 2 Read register 1 Read register 2 4 M u x ALU operation 3 RegWrite MemRead MemWrite PCSrc ALUSrc MemtoReg ALU result Zero ALU Data memory Address Write data Read data M u x Sign extend Add ALU result Shift left 2

15 Control register 2 Sign extend Shift left 2 M u x 1 ALU result Zero Data memory Write data Rea d dat a M u x 1 Instruction [15–11] ALU control ALU Address

16 Control

17 ALU control ALU control input 000 AND 001OR 010add 110subtract 111set-on-less-than 00 = lw, sw 01 = beq, 11 = arithmetic ALUop