1 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers פקודת ה- jump 4 bits 26 bits 2 bits 00 : כתובת קפיצה במילים : כתובת קפיצה בבתים 0101 101 … 101111011 00 101 … 1011110110101.

Slides:

Advertisements

Similar presentations

Advertisements

1  1998 Morgan Kaufmann Publishers We will be reusing functional units –ALU used to compute address and to increment PC –Memory used for instruction and.

1 MIPS תיאור מפושט של מעבד החיבורים המתוארים תומכים בכל שלבי פקודות R-type ו- I-type אנו נתמוך בפקודות: add, sub, or, xor, and, slt, lw, sw, beq, j כמובן.

Pipelined Datapath and Control (Lecture #13) ECE 445 – Computer Organization The slides included herein were taken from the materials accompanying Computer.

1 Chapter Five The Processor: Datapath and Control.

CS-447– Computer Architecture Lecture 12 Multiple Cycle Datapath

השעון Hertz=1/sec מחשב פנטיום במהירות של פירושו שהוא מבצע 8^10 *2 מחזורי שעון בשניה. כל מחזור שעון לוקח 200MHZ 5*10^-9=5nanosecond כמה לוקחת פקודה בימינו?

ECE 232 L15.Microprog.1 Adapted from Patterson 97 ©UCBCopyright 1998 Morgan Kaufmann Publishers ECE 232 Hardware Organization and Design Lecture 15 Microprogrammed.

1 The single cycle CPU. 2 Performance of Single-Cycle Machines Memory Unit 2 ns ALU and Adders 2 ns Register file (Read or Write) 1 ns Class Fetch Decode.

1 Copyright 1998 Morgan Kaufmann Publishers, Inc. All rights reserved. The single cycle CPU.

Prof. John Nestor ECE Department Lafayette College Easton, Pennsylvania ECE Computer Organization Lecture 23 - Course.

1 5.5 A Multicycle Implementation A single memory unit is used for both instructions and data. There is a single ALU, rather than an ALU and two adders.

CSCE 212 Chapter 5 The Processor: Datapath and Control Instructor: Jason D. Bakos.

Multicycle MIPS תרגול כיתה מס' 13.

Lec 17 Nov 2 Chapter 4 – CPU design data path design control logic design single-cycle CPU performance limitations of single cycle CPU multi-cycle CPU.

Pipeline Exceptions & ControlCSCE430/830 Pipeline: Exceptions & Control CSCE430/830 Computer Architecture Lecturer: Prof. Hong Jiang Courtesy of Yifeng.

1  1998 Morgan Kaufmann Publishers & Ing-Jer Huang Chapter Five last upate: 6/24/2015.

1 The single cycle CPU. 2 Performance of Single-Cycle Machines Memory Unit 2 ns ALU and Adders 2 ns Register file (Read or Write) 1 ns Class Fetch Decode.

Preparation for Midterm Binary Data Storage (integer, char, float pt) and Operations, Logic, Flip Flops, Switch Debouncing, Timing, Synchronous / Asynchronous.

The Processor 2 Andreas Klappenecker CPSC321 Computer Architecture.

1 השעון Hertz=1/sec מחשב פנטיום במהירות של פירושו שהוא מבצע 8^10 *2 מחזורי שעון בשניה. כל מחזור שעון לוקח 200MHZ 5*10^-9=5nanosecond כמה לוקחת פקודה בימינו?

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 ).

Copyright 1998 Morgan Kaufmann Publishers, Inc. All rights reserved. Digital Architectures1 Machine instructions execution steps (1) FETCH = Read the instruction.

1 The Processor: Datapath and Control We will design a microprocessor that includes a subset of the MIPS instruction set: –Memory access: load/store word.

Datapath and Control Andreas Klappenecker CPSC321 Computer Architecture.

S. Barua – CPSC 440 CHAPTER 5 THE PROCESSOR: DATAPATH AND CONTROL Goals – Understand how the various.

The Processor Data Path & Control Chapter 5 Part 4 – Exception Handling N. Guydosh 3/1/04+

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)

CSCE 212 Chapter 5 The Processor: Datapath and Control Instructor: Jason D. Bakos.

What are Exception and Interrupts? MIPS terminology Exception: any unexpected change in the internal control flow – Invoking an operating system service.

Prof. John Nestor ECE Department Lafayette College Easton, Pennsylvania ECE Computer Organization Multi-Cycle Processor.

Lec 15Systems Architecture1 Systems Architecture Lecture 15: A Simple Implementation of MIPS Jeremy R. Johnson Anatole D. Ruslanov William M. Mongan Some.

EECS 322: Computer Architecture

ECE 445 – Computer Organization

CDA 3101 Fall 2013 Introduction to Computer Organization

Gary MarsdenSlide 1University of Cape Town Stages.

1  2004 Morgan Kaufmann Publishers Chapter Five.

1  1998 Morgan Kaufmann Publishers Value of control signals is dependent upon: –what instruction is being executed –which step is being performed Use.

Multicycle Implementation

Prof. John Nestor ECE Department Lafayette College Easton, Pennsylvania ECE Computer Organization Lecture 16 - Multi-Cycle.

1  1998 Morgan Kaufmann Publishers Simple Implementation Include the functional units we need for each instruction Why do we need this stuff?

1 MIPS תיאור מפושט של מעבד החיבורים המתוארים תומכים בכל שלבי פקודות R-type ו- I-type אנו נתמוך בפקודות: add, sub, or, xor, and, slt, lw, sw, beq, j כמובן.

1  2004 Morgan Kaufmann Publishers No encoding: –1 bit for each datapath operation –faster, requires more memory (logic) –used for Vax 780 — an astonishing.

CDA 3101 Spring 2016 Introduction to Computer Organization Microprogramming and Exceptions 08 March 2016.

May 22, 2000Systems Architecture I1 Systems Architecture I (CS ) Lecture 14: A Simple Implementation of MIPS * Jeremy R. Johnson Mon. May 17, 2000.

CS161 – Design and Architecture of Computer Systems

Computer Organization CS224

Chapter 5 The Processor: Datapath and Control

Systems Architecture I

Extensions to the Multicycle CPU

Morgan Kaufmann Publishers

Multiple Cycle Implementation of MIPS-Lite CPU

Pipelining: Advanced ILP

The processor: Exceptions and Interrupts

CSCE 212 Chapter 5 The Processor: Datapath and Control

Processor: Finite State Machine & Microprogramming

Computer Architecture

The processor: Pipelining and Branching

MIPS Single and Multi Cycle Data Paths Mite 2

Morgan Kaufmann Publishers The Processor

Systems Architecture I

Systems Architecture I

MIPS Microarchitecture Multicycle Processor

COMP541 Datapaths I Montek Singh Mar 18, 2010.

Chapter Four The Processor: Datapath and Control

5.5 A Multicycle Implementation

Systems Architecture II

Systems Architecture I

William Stallings Computer Organization and Architecture

CS161 – Design and Architecture of Computer Systems

Presentation transcript:

1 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers פקודת ה- jump 4 bits 26 bits 2 bits 00 : כתובת קפיצה במילים : כתובת קפיצה בבתים … … : הקפיצה הסופית : תוספת 4 ביטים אחרונים …. הפקודה נמצאת בכתובת J 101…

2 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Multicycle Approach הרעיון מאחורי שיטת ה - Multicycle: חסיכון בזמן : כל פקודה תקח את מספר היחידות השעון הנחוצות לה. חיסכון ברכיבים : שימוש באותו רכיב בשלבים שונים של הפקודה.

3 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Jump

4 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Performance of Single-Cycle Machines Memory Unit 2 ns ALU and Adders 2 ns Register file (Read or Write) 1 ns Class Fetch Decode ALU Memory Write Back Total R-format LW SW ns Branch ns Jump 2 2ns

5 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers מה היה קורה עם cycle של השעון היה באורך משתנה נשווה לגבי תוכנית עם התערובת הבאה של פקודות: 24% LW 12% SW 44% R 44% BRANCH 2% JUMP I - מספר פקודות בתוכנית T - אורך מחזור שעון CPI - מספר מחזורים לפקודה = 1 Execution=I*T*CPI= 8*24%+7*12%+6*44+5*18%+2*2%=6.3 ns

6 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers התוצאה EXE Single cycle T single clock * I T single clock 8 EXE Variable T variable clock * I T variable clock 6.3 יחס של היחס יהיה יותר גרוע כאשר נממש פקודות מסובכות כמו פעולות עם floating point הפתרון: אינו שעון בגודל משתנה - מסובך מבחינת הבניה. הפתרון: פקודה לוקחת מספר משתנה של cycles.

7 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers שיטת הבניה של ארכיטקטורת ה- Multicycle חלק את הפקודה לשלבים. כל שלב cycle: - אזן את כמות העבודה הנדרשת בכל שלב. - הקטן את כמות העבודה הנדרשת בכל שלב - כל שלב יבצע רק פעולה אחת פונקצינאלית. בסיום כל מחזור שעון : - שמור את הערכים עבור השלבים הבאים. - אוסף לביצוע משימה זו רגיסטרים פנימיים נוספים.

8 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers מבנה המחשב בארכיטקטורת ה-multicycle

9 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers סיכום שלבי הפקודות השונות

10 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers

Final State Machine

12 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Implementation: Finite State Machine for Control

13 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Microprogramming

14 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Microinstruction

Microinstruction format

16 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Interrupt and exception Type of event From Where ? MIPS terminology Interrupt External I/O device request Invoke Operation system Internal Exception From user program Arithmetic Overflow Internal Exception Using an undefined Instruction Internal Exception Either Exception or interrupt Hardware malfunctions

17 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Exception typeException vector address (in hex) Undefined instruction c Arithmetic Overflow c Cause register or Vectored interrupts MIPS – Cause register

18 ׃1998 Morgan Kaufmann Publishers Interrupt