Arquitetura e organização

Páginas: 8 (1934 palavras) Publicado: 16 de novembro de 2011
Capítulo 4 − Nível da microarquitetura
− Nível acima da lógica digital − Função: Implementar a ISA (Instruction Set Architecture) − O projeto da microarquitetura depende diretamente da ISA, além dos objetivos de custo e performance 4.1 Exemplo de Microarquitetura − Cada microarquitetura é única => não existe fórmula − Exemplo: Subconjunto da JVM => Apenas instruções com inteiros (IJVM) −Microprograma (ROM): Busca, decodificação e execução das instruções IJVM − Cada instrução IJVM é uma função a ser chamada pelo programa principal − Programa principal: Loop simples, sem fim => determina a próxima função chamada, executa a função, determina a próxima função, executa a função,... − Instruções IJVM: curtas, normalmente um ou dois campos. O primeiro campo é sempre o OPCODE. − Microprograma:possui um conjunto de variáveis, acessadas por todas as funções => estado do computador MAR (Memory Address Register): Porta de endereçamento de memória (32 bits) MDR (Memory Data Register): Porta de dados de memória (32 bits), leitura ou escrita na memória. PC (Program Counter): indica a posição de memória(endereço) que contém a próxima instrução a ser executada. MBR (Memory Byte Register) :Porta de dados da memória (8 bits), apenas leitura da memória SP (Stack Pointer): Aponta para o topo da pilha LV (Local Variable): Aponta para a base das variáveis locais dentro da pilha CPP (Constant Pool Pointer): Aponta para a base da área de constantes. TOS OPC H (Holding Register)

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4.1.1 Data Path

− Possui a ULA, suas entradas e saídas. − Conjunto de registradores de 32 bits (arquivode registradores) => acessíveis apenas no nível da microarquitetura (pelo microprograma) − 6 linhas de seleção da função da ULA => apenas 16 funções úteis − Número negativo: Complemento de dois − Argumentos da ULA: − 1º argumento: sempre do registrador H (Holding) − 2º argumento: Qualquer um dos outros registradores, excluindo o H e MAR

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− Saída da ULA: Alimenta o deslocador − Deslocador:− SLL8 (Shift Left Logical) − SRA1 (Shift Right Arithmetic) − É possível ler e escrever em um mesmo registrador no mesmo ciclo de relógio. Temporização da via de dados

Subciclos: − liberação dos sinais de controle − leitura dos registradores − operação da ULA e deslocador − propagação do resultado para os deslocadores − Temporização rígida; − Ciclo de relógio suficientemente grande − Menortempo possível de propagação na ULA (e deslocador) − Carregamento rápido dos registradores

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Operação de Memória − Duas comunicações com a memória − porta de acesso de memória de uma palavra, 32 bits => Controlada por MAR e MDR. − porta de acesso de memória de um byte, 8 bits = > Controlada por MBR e PC. − MAR contém endereços de palavras − PC contém endereços de bytes − MAR/MDR => Utilizadospara ler palavras de dados no nível ISA => 32 bits − PC/MBR => Utilizados para ler o programa executável no nível ISA => 8 bits − Memória física orientada por Bytes (total de 4GB) => mapeamento de MAR no barramento de endereço.

− Leitura de MBR no barramento B: − Com sinal − Sem sinal 4.1.2 Microinstruções − 29 sinais para controlar a via de dados: − 9 sinais para escrita nos registradores − 9sinais para leitura dos registradores − 8 sinais para controlar a ULA e deslocador − 2 sinais para indicar leitura ou escrita via MAR/MDR − 1 sinal para indicar busca de instrução via PC/MBR − Os sinais especificam a operação da via de dados em um ciclo de relógio. − Uma leitura da memória (em MDR ou MBR) iniciada ao fim do ciclo k só terá o dado disponibilizado a partir do ciclo k+2. − Épossível ler dados distintos da memória em dois ciclos consecutivos. − Não é possível ler mais de um registrador ao mesmo tempo => decodificação da leitura => necessidade de apenas 24 bits para controlar a via de dados.

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− Os 24 bits controlam a via de dados em um ciclo da via de dados => necessidade de informar o que será feito no próximo ciclo => inclusão dos campos NEXT_ADDRESS e JAM....
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