pr. dr. xavier bonnairebonnaire/download/arq_10_maquina_muliticiclos.pdf · sslliiddee 2200 pr. dr....

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Pr. Dr. Xavier Bonnaire

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Maquina Multiciclos

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Manejo de instrucciones básicas

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Camino de Datos con líneas de Control

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El Camino de Datos completo con la Unidad de Control

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Micro operaciones de la Unidad de Control: IF y ID

Fetch de Instrucción (IF)

IR ← Memoria[PC]PC ← PC+4

Decodificación de Instrucción y fetch de registro (ID)

A ← Reg[IR[25-21]]B ← Reg[IR[20-16]]ALUOut ← PC + (ext._signo (IR[15-0]) <<2)

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Micro operaciones de la Unidad de Control EX

El ciclo de Ejecución está determinado por el tipo de instrucción

Referencia a Memoria

ALUOut ← A + ext._signo (IR[15-0])

Aritmética tipo RALUOut ← A op B

Branchif ( A == B) PC ← ALUOut

JumpPC ← PC[31-28] | (IR[25-0] <<2) (| = or modo bit)

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Micro operaciones de la Unidad de Control MEM

En este paso, lw y sw accesan la memoria y las instrucciones tipo R escriben sus resultados en el Archivo de Registros

Referencia a Memoria

si es lw: MDR ← Memoria[ALUOut]si es sw: Memoria[ALUOut] ← B Si es una instrucción Aritmética tipo R

Reg[IR[15-11]] ← ALUOut

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Micro operaciones de la Unidad de Control WB

En este paso, se completa lw, cargando en el Archivo de Registros el valor obtenido de la Memoria

Reg[IR[20-16]] ← MDR

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TipoR Referencias aMemoria

Branch Jump

IF IR ← Memoria[PC]PC← PC+4

ID A ← Reg[IR[25-21]]B ← Reg[IR[20-16]]ALUOut ← PC + (ext._signo

(IR[15-0]) <<2)

EX ALUOut ← A opB

ALUOut ← A + ext._signo(IR[15-0])

if ( A == B) PC ← ALUOut

PC ←PC[31-28] |(IR[25-0]<<2)

MEM PC ← PC[31-28] |(IR[25-0] <<2)

si es lw:MDR ← Memoria[ALUOut]o, si es sw:Memoria[ALUOut] ← B

WB Reg[IR[20-16]] ← MDR

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Vista de alto nivel del Control Secuencial

Instruction Fetch/decode and Register Fetch

Memory Accessinstructions

R-Type Instructions Branch Instruction Jump Instruction

Start

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Fetch de Instrucción: es lo mismo para cada instrucción

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Control de Referencias a Memoria

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Instrucciones tipo R

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La instrucción branch requiere sólo un estado

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La instrucción jump

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Al Final...

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Controlador de estado finitos

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Controlador Microprogramado

Memoria de

microcódigo

PCwritePCwritecond

IorD

MemRead

RegDst

Data

Path

Micro PC

Lógica selección de dirección

1 AddrCtl

Registro de instrucciónOP[5-0]

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Observaciones

● El control microprogramado se parece a un computador:– estados: direcciones de instrucciones– Las palabras de control son microinstrucciones– El registro de estado es el microPC

● Se puede usar un Assembler de microcódigo para codificar secuencias de microinstrucciones

● Como un microprograma es una representación abstracta del control, hay una gran flexibilidad en la forma de traducir el microprograma en micro-operaciones