AMP_Cap_4_2014 prnt
42
4.PRINCIPIILEDEBAZĂALEUNEIARHITECTURITIPICERISC CaracteristicidefinitoriiRISC 1.Unitateadecontrolesterealizatăprin“logicădetipcablat” 2.Instrucţiunilesedesfăşoarăîntr-osingurăstare 3.Număruldeinstrucţiuniestemic(sub128) 4.Dimensiuneaestefixăpentruformatultuturorinstrucţiunilor(uzual, dedimensiuneaoperanzilortipici) 5.Instrucţiunilorauformatuniform(numaimultde4tipurideformate) 6.Număruldemodurideadresareestemic(sub4) 7.Existăunnumărmarederegistregenerale,atributedearhitectură(celp uţin32) 8.Accesulmemorieisefacenumaicuinstrucţiunidetransferurisimpled edateîntreregistreşimemorie(instrucţiunitip“LOAD”şi“STORE”);op eraţiiledeprelucrareadatelorfolosescnumairegistrelemicroproces orului
-
Upload
toie-mihai -
Category
Documents
-
view
253 -
download
0
description
aaaa
Transcript of AMP_Cap_4_2014 prnt
4.PRINCIPIILEDEBAZALEUNEIARHITECTURITIPICERISC
CaracteristicidefinitoriiRISC
1.Unitateadecontrolesterealizatprinlogicdetipcablat
2.Instruciunilesedesfoarntr-osingurstare
3.Numruldeinstruciuniestemic(sub128)
4.Dimensiuneaestefixpentruformatultuturorinstruciunilor(uzual,dedimensiuneaoperanzilortipici)
5.Instruciunilorauformatuniform(numaimultde4tipurideformate)
6.Numruldemodurideadresareestemic(sub4)
7.Existunnumrmarederegistregenerale,atributedearhitectur(celpuin32)
8.Accesulmemorieisefacenumaicuinstruciunidetransferurisimplededatentreregistreimemorie(instruciunitipLOADiSTORE);operaiiledeprelucrareadatelorfolosescnumairegistrelemicroprocesorului
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 1
4.1.Setulderegistre
a)Setderegistresimplu
b)Maimulteseturideregistrelogice(unicsetderegistrefizice)
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 2 CorneliuBURILEANU
c)Seturideregistrelogiceparialsuprapuse(unicsetderegistrefizice)
d)Maimulteseturideregistrelogicepentrumultiprocesare(maimulteseturideregistrefizice)
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 3 CorneliuBURILEANU
RegistrelemicroprocesoarelorBerkeleyRISCIiII
a)Registreledisponibilepentruoprocedur
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 4 CorneliuBURILEANUb)Registrelefiziceiregistrelelogice
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 5 CorneliuBURILEANU
TranslatareantreregistrelelogiceicelefizicepentrufamiliaBerkeleyRISC:
R0
A0
B0
C0
...H0
.
R9A9B9C9...H9
R10A10H26
R15
R26A15H31
A26B10
R31A31B15
etc.
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 6 CorneliuBURILEANU
Avantajeleunuisetmarederegistregenerale
1.Mrireavitezeideprocesareprinminimizareaaccesuluinmemorieaoperanzilori/saurezultatelor
2.Realizareastructurilordedatedetipstivsaucoadhard(ninteriorulmicroprocesorului)
3.Transferulparametrilorntreprogrameleapelanteiceleapelatedirectninteriorulmicroprocesorului
4.Deservireacererilordentrerupereimultiprocesareapotfirealizatedirectninteriorulmicroprocesorului
5.Mrireafactoruluideuniformitateacipului(numrtotaldecircuite/numrdetipuridecircuite:registre,UAL,numrtoareetc.)
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 7 CorneliuBURILEANU4.2.Setuldeinstruciuniitehniciledeadresare
TipurideinstruciuniRISC-Instruciunipentruaccesnmemorie:LOAD/STORELOADr,mem;rmem
STOREmem,r;memr
-Instruciuniaritmetico-logice
ds1s2
-Salturipropriu-ziseiapeluridesubprograme
-Instruciunidecontrolalmicroprocesorului
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 8 CorneliuBURILEANU
TipuridemodurideadresarepentruRISC
-nregistru:AF=rn
-direct(absolut)-deregulntr-oporiuneahriimemoriei:
AF=adr
-indirectprinregistru:AF=(rn)
-relativlabaz,direct:AF=(rn)+adr
-relativlabazcuregistruindex:AF=(ri)+(rj)
-relativ(laPC):
AF=(PC)+disp
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 9 CorneliuBURILEANU
4.3.Unitateadecontrolalmicroprocesorului
a)FormatuluneiinstruciunipentrumicroprocesoareleInteli386/i486/Pentium(ntre1i15octei)
b)FormatuluneiinstruciunipentrumicroprocesorulRISCInteli860(4octei,indiferentdeinstruciune)
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 10 CorneliuBURILEANU
Amultiplyinstruction:
1001*multiplicand(d)
0101multiplier(m)
-----------------------------
1001
0000
1001
0000
----------------------------------------------------------------
00101101result(r)
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 CorneliuBURILEANU11
a)ForaCISCmicroprocessor:
1001*multiplicand(d)
0101multiplier(m)
-----------------------------
1001
0000
1001
0000
----------------------------------------------------------------
00101101result(r)
result0fori=1to8doifmultiplier(i)=1result result+multiplicand end_ifmultiplicandmultiplicand*2 end_for
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 CorneliuBURILEANU1212
result0fori=1to8doifmultiplier(i)=1result result+multiplicand end_ifmultiplicandmultiplicand*2 end_for
multipliermultiplicandresult
01010000100100000000reset
0101
0001001000001001addshift
010100100100shift
0101
0100100000101101add shift
010110010000shift
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 14 CorneliuBURILEANU
b)ForaRISCmicroprocessor:
d4d3d2d1
m4m3m2m1
---------------------------------------------------------------d4&m1 d3&m1 d2&m1 d1&m1 d4&m2 d3&m2 d2&m2 d1&m2d4&m3 d3&m3 d2&m3 d1&m3 d4&m4 d3&m4 d2&m4 d1&m4------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ r7 r6 r5 r4 r3 r2 r1
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 15 CorneliuBURILEANU
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 16 CorneliuBURILEANU
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 17 CorneliuBURILEANU
DesfurareantimpainstruciunilorpentrumicroprocesoareleRISC
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 18 CorneliuBURILEANU
4.4.CaracteristiciRISClanivelulsoftware
OptimizareatranslatriiregistrelorlogicenregistrefizicepentrumicroprocesoareleRISC
a)diagramatimpilordeutilizarearegistrelorlogiceA,B,C,D,E,F
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 19 CorneliuBURILEANU
b)GrafulculorilorutilizatpentrualocarearegistrelorfiziceR1,R2,R3
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 20 CorneliuBURILEANU
AvantajeleRISC
1.RealizareafizicnstructuriVLSI:
-minimizareaarieicipuluidedicatUnitiidecontrolalmicroprocesorului(sub10%);
-mrireaarieicipuluidisponibilpentruregistregenerale;
-mrireafactoruluideuniformitateacipului(numrtotaldecircuite/numrdetipuridecircuite:registre,UAL,numrtoareetc.);
-posibilitateautilizriialtortehnologiidectceaasiliciului(ex.GaAs).
2.Mrireavitezeideprocesare:
-prinrealizareacablataprelucrriidateloriaunitiidecontrolamicroprocesorului;
-prinutilizareaunuinumrmarederegistreinternesereducetraficulcumemoria;
-prinsuprapunereaexecuieiinstruciunilor.
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 21 CorneliuBURILEANU
3.Scdereacostuluiimrireafiabilitii:
-timpmaimicpentruproiectareaunitiidecontrol;
-timpulglobaldeproiectareipunerenfabricaieesteconsiderabilmaimicdectpentruCISC;
-probabilitatemaimicdeaaveaerorideproiectareiuurindecorectare.
4.Suportpentrulimbajeledenivelnalt:
-realizareacompilatoarelorestemaisimpl(numrmicdeopiuninalegereainstruciunilor);
-cretereaeficieneiprinutilizareaextensivaoperaiilordeprelucrareninteriorulmicroprocesorului;
-tehnicaferestrelorderegistreuureazimplementareaapelriisubrutinelor(procedurilor).
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 22 CorneliuBURILEANU
DezavantajeleRISC
1.Numrulredusdeinstruciuni;rezultcprogrameleRISCsuntmailungidectceleCISC(nmediecu30%).
2.Numrulmarederegistreinterne:
-timpdeaccesmaimare;
-utilizarearegistrelorpointerpentruferestrecomplicseleciaunuiregistruladecodare;
-spaiumarepecip;
-tehnicicomplicatedegestionareaferestrelor.
3.Unitateadecontrolamicroprocesoruluirealizatcablatestemaipuinflexibilimultmaigreudemodificat.
4.Formatulredusalinstruciunilorfaceimposibilfolosireaunoradresecompletemari(depild,adresefizicesaulogicede32bii).
Arhitecturamicroprocesoarelor Cap.4 23 CorneliuBURILEANU
