1. 234262 תירגול השלמה : Pipelined MIPS Single-cycle MIPS Retiming Mealy Criterion 09:00 234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion 1

2. Pipelined MIPS 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion2 IFIDEXMEMWB The main problem of the pipelined MIPS are data hazards. If a command updates Rk, its new value will become available only 3 commands later. A compiler/programmer should optimize code in order to minimize the data hazards. When they are inevitable, 2 solutions are possible: The compiler/programmer can intentionally insert NOP commands. (In reality) If a processor has a data hazard detection unit, the unit should detect the hazards and delay processing of the reading commands.

3. SWI Rj Rk 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion3

4. קידוד של SWI Rj Rk 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion4 OPRsRtIM OPRjRk4 6 bit5 bit 16 bit

5. SWI Rj Rk 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion5 OPRsRtIM OPRjRk4 6 bit5 bit 16 bit

6. מימוש של SWI Rj Rk 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion6

7. תשובה ל - SWI Rj Rk 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion7

8. Single-Cycle MIPS 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion8 מבצע כל פקודה במחזור אחד. הבקר צירופי. האוגר היחיד PC אינו מותנה. המסלול הצירופי הארוך ביותר באורך 5 יח ' איטיות.

9. Single-Cycle MIPS - Improvements 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion9 ניסיון " לשפר " את המעבד בד '' כ מפרק טיפול בפקודה ל -2 או יותר מחזורים. לפעמים זה אפילו פוגע בישימות של חלק מהפקודות.

10. Single-Cycle MIPS (Exercise) 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion10

11. Single-Cycle MIPS (Exercise) 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion11

12. מערכת סיסטולית מהו T cycle שיבטיח עבודה תקינה של המערכת ? כשמתעלמים מהמסלולים הצירופיים שלא תורמים למציאת המסלול הצירופי הקריטי... כמו כן זה מקל על זיהוי מעגל באורך 6 יח ' בעל רגיסטר בודד. מכאן, שום retiming לא יפצל את הרצף של 6 יח '. כלומר : min(T cycle )=52ns כשמתעלמים מהמסלולים הצירופיים שלא תורמים למציאת המסלול הצירופי הקריטי, רואים בבירור שאורכו 7 יח ' צירופיות. לכן T cycle =60ns Retiming 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion12

13. Mealy Criterion: CMP is a Mealy unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion13 חד גיסה, ב -DP קיים מסלול Mealy מ -x ל -cc; לכן שום חלוקה של הבקר לתתי - יחידות לא תפצל את מעגל Mealy במערכת ! __ cc בקר מאידך, x תלוי ב -cc.

14. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion14 פה לא קיים מסלול Mealy מ -x או y ל -cc. לכן יש אפשרות להימנע ממעגלי Mealy במערכת באמצעות פירוק הבקר לתתי - יחידות. __ cc

15. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion15 x ו -y הם אותות בקרה מותנים. לכן הם יחושבו ע '' י תת - יחידת מסוג Mealy. אך אסור לה לקבל את אות הסטטוס zero כקלט בגלל קיום המסלולים הצירופיים מ -x/y ל -zero. כמובן, עליה לקבל את cc. ובכן, קבענו מהי היחידה הראשונה להפרדה. היחידה השניה תקבל את zero. תפקיד המינימום שלה הוא חישוב LD A/B. כמובן גם הסוג שלה יהיה Mealy מפני ש - LD A/B הם אותות בקרה מותנים. נותר רק לקבוע איפה תחושב פונקצית המעברים. שם גם יאוכסנו ה -FF- ים. __ cc

16. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion16 __ cc בדוגמה הנתונה המעברים תלויים באות סטטוס cc וכמובן במצב הנוכחי ( כמו כן גם כל אות בקרה תלוי בו ). לכן ננסה שהיחידה הראשונה ( זאת שמקבלת את cc): תחשב את פונקצית המעבר ; תאכסן את ה -FF- ים של הבקר. אם כן נצליח, אז הפלט הנוסף של היחידה הוא המצב הנוכחי (PS). נבדוק בשקף הבא :

17. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion17 __ cc x, y PS LD A/ B zero נשים לב שבבקר לא קיים מסלול Mealy מ -zero ל -x/y. לגבי אותות הבקרה התלויים אך ורק במצב הנוכחי (PS), מותר שהיחידה הראשונה תפלוט גם אותם מכיוון שאין מסלול Mealy שמתחיל מהם ומגיע ל -cc. sel A/B

18. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion18 cc x, y PS LD A/ B zero sel A/B ___ zero לו תנאי המעבר היה תלוי גם ( או רק ) ב -zero... לו תנאי המעבר היה תלוי גם ( או רק ) ב -zero, אזי הפירוק ל - 2 יחידות בלבד לא היה מספיק בגלל קיום מסלול Mealy בבקר מ -zero ל -x/y. הרי x ו -y תלויים גם במצב הנוכחי.

19. Mealy Criterion: CMP is a Moore unit 09:00234262 © Dima Elenbogen 2010, Technion19 cc x, y PS LD A/ B zero sel A/B ___ zero הפיתרון הוא הוצאה של הטיפול במעברים ( וכברירת מחדל גם באותות הבקרה הלא מותנים ) ליח ' נפרדת. סוגה יהיה Mealy.