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Arquitetura de Computadores

Arquitetura de Computadores. Datapath Prof.: Wyllian Fressatti. Arquitetura de Computadores. Controle  Componente do processador que comanda o datapath, memória e dispositivos de E/S de acodo com as instruções de um programa

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Arquitetura de Computadores

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Presentation Transcript

  1. Arquitetura de Computadores Datapath Prof.: Wyllian Fressatti Arquitetura

  2. Arquitetura de Computadores • Controle  Componente do processador que comanda o datapath, memória e dispositivos de E/S de acodo com as instruções de um programa • Independente da classe da instrução, as duas primeiras etapas para sua execução são as mesmas: • Enviar o PC para a memória e buscar ao instrução • Ler um ou dois registradores (usando o campo da instrução, para selecionar os registradores a serem lidos) Arquitetura

  3. Arquitetura de Computadores • Os passos seguintes dependem da classe da instrução (referência à memória, lógica-aritmética e desvios)  estes passos são bastantes semelhantes e independem do opcode: • Por exemplo, todas as instruções, independente da classe utilizam a ULA após a leitura de um registrador. Para uma instrução de referência à memória, utiliza para cálculo do endereço, lógica-aritmética para execução e desvios para comparação Arquitetura

  4. Arquitetura de Computadores • Após a utilização da ULA, os passos são diferentes para as diferentes classes. Arquitetura

  5. Arquitetura de Computadores Arquitetura

  6. Arquitetura de Computadores • Elementos combinacionais  Exemplo: ULA • Elementos de estado  Exemplo: Registradores e Memória • Sinal de Clock  usado para determinar quando se pode escrever em um elemento de estado. A leitura pode ser a qualquer momento • Metodologia de sincronização  sincroniza o elemento de estado para a permissão de leitura e de escrita  Porque é necessário ? Arquitetura

  7. Arquitetura de Computadores • Datapath • OBS.: Primeiro implementaremos um Datapath utilizando apenas um clock com ciclo grande. Cada instrução começa a ser executada em uma transição e acaba na próxima transição do clock  na prática isto não é factível, pois temos instruções de diferentes classes e portanto de diferentes números de ciclos de clock Arquitetura

  8. Arquitetura de Computadores • Para construir um Datapath: • Um lugar para armazenar as instruções do programa  Memória de instruções • Um lugar para armazenar o endereço da instrução a ser lida na memóia  Program Counter – PC • Somador para incrementar o PC para que ele aponte para a próxima instrução Arquitetura

  9. Arquitetura de Computadores • Elementos necessários a armazenar e acessar informações mais um somador para calcular o endereço do próximo estado. Arquitetura

  10. Arquitetura de Computadores Parte do datapath para fetch e incremento de PC Arquitetura

  11. Arquitetura de Computadores • Vamos agora considerar as instruções no formato R: • add, sub, slt e etc. • Todas elas precisam ler dois registradores, realizar uma operação na UAL sobre o conteúdo dos registradores lidos, e escrever o resultado e sua arquitetura será mostrado a seguir Arquitetura

  12. MonocicloInstrução do tipo R Arquitetura

  13. Arquitetura de Computadores • A seguir considere as instruções de Load Word (lw) e Store Word (sw) que tem a forma: • lw $t1, deslocamento($t2) • sw $t1, deslocamento($t2) • Além dos elementos anteriores, vamos precisar também de uma unidade para estender o sinal de 16 bits para 32 bits e uma unidade de memória para armazenar os dados. Arquitetura

  14. MonocicloInstrução do tipo Lw(Load Word) Arquitetura

  15. Arquitetura de Computadores • A figura a seguir mostra as linhas de controle adicionadas ao caminho de dados para suportar o desvio incondicional. Arquitetura

  16. MonocicloInstrução do tipo Jmp Arquitetura

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