روش طراحی CPU
اسلاید 1: 1معماری کامپیوتر – درس 8 روشهای طراحی CPU
اسلاید 2: 2شمای کلیمجموعه ثباتALUواحد کنترل
اسلاید 3: 3وظائفALU : مجری دستوراتCU : ایجاد سیگنالهای کنترلی لازمREGISTERS : ذخیره داده های میانی
اسلاید 4: 4روش های طراحیسازمان تک انباره ایسازمان چند ثباتیسازمان پشته ای
اسلاید 5: 5سازمان تک انباره اییک آکومولاتورمشابه با کامپیوتر پایه4096*16 RAMARPCDRACINPRIRTROUTRBUSALUADDRESSهمواره یکی از اپرندها اکومولاتور است
اسلاید 6: 6سازمان ثبات عمومیGENERAL REGISTERتمامی ثباتها می توانند به عنوان اپراند دستورالعملهای ALU بکار برده شوندمثال : رجیسترهای داده در پردازنده پنتیوم
اسلاید 7: R1R2R3R4R5R6R7R8MUXMUXDECALU
اسلاید 8: 8قالب دستورالعملهاانتخاب عمل در ALUانتخاب رجیسترهای مبدامولتی پلکسر 1مولتی پلکسر 2انتخاب رجیستر مقصددیکدرOP-CODES1S2D5333
اسلاید 9: 9ارتباط با حافظهR1R2R3R4R5R6R7R8MUXMUXDECALUINPUT
اسلاید 10: 10سازمان پشتهساختار LIFOPUSHPOPدسترسی فقط به عنصر بالای پشته امکانپذیر استفقط یک اشاره گر نیاز داریمSP = STACK POINTER
اسلاید 11: 11PUSHSP ← SP+1M[SP] ← DRIF ( SP=0) THEN (FULL←1)EMPTY ← 0
اسلاید 12: 12POPDR ← M[SP]SP ← SP-1IF ( SP=0) THEN ( EMPTY ←1)FULL ← 0
اسلاید 13: 13کاربردعبارات محاسباتیA*B+C/DPULISH NOTATIONAB*CD/+
اسلاید 14: 14AB*CD/+PUSH APUSH BMUL (POP,POP, PUSH A*B)PUSH CPUSH DDIV (POP,POP,PUSH C/D)ADD (POP,POP, PUSH RESULT)
اسلاید 15: 15AB*CD/+ABPUSH APUSH B
اسلاید 16: 16AB*CD/+A*BCDMULPUSH CPUSH DPUSH APUSH B
اسلاید 17: 17AB*CD/+A*BC/DDIVMULPUSH CPUSH DPUSH APUSH B
اسلاید 18: 18AB*CD/+A*B+ C/DADDDIVMULPUSH CPUSH DPUSH APUSH B
اسلاید 19: 19کدام مجموعه از عملیات ذیل می تواند یک پشته را پیاده سازی نماید ؟PUSH APOP ASP ←SP-1MEM[SP ←AA ←MEM[SP]SP ←SP+11SP ←SP+1MEM[SP] ←AA ←MEM[SP]SP ←SP-12MEM[SP] ←ASP ←SP-1SP ←SP+1A ←MEM[SP]3هر سه1,32,31,2
اسلاید 20: 20انواع ساختار پشتهپشته ثباتیسرعت دسترسی بالاقیمت زیادتعداد کمپشته حافظه ایکندارزان حجم زیاد
اسلاید 21: 21تاثیر نوع CPU بر قالب دستوراتتک انبارهمعمولا یک اپرند آکومولاتور استدستورات تک آدرسیچندثباتیاپرندها ثبات هستند دستورات سه آدرسی ( یا دو آدرسی)پشته ایفقط اپرند مربوط به پوش یا پاپدستورات یک آدرسی و صفر آدرسی
اسلاید 22: 22تاثیر قالب دستورالعمل ها بر روی سرعت اجرامقایسه یک عملیات یکسان در سه حالت مختلفمحاسبه A*B+C/D دستورات سه آدرسیدستورات دو آدرسیدستورات یک آدرسیدستورات صفرآدرسی
اسلاید 23: 23دستورات سه آدرسیMUL R1,A,BDIV R2,C,DADD R3,R1,R2
اسلاید 24: 24دستورات دو آدرسیMOV R1,AMUL R1,BMOV R2,CDIV R2,DADD R1,R2
اسلاید 25: 25دستورات یک آدرسیLDA AMUL BSTA TEMPLDA CDIV DADD TEMP
اسلاید 26: 26دستورات صفرآدرسیPUSH APUSH BMULPUSH CPUSH DDIVADD
اسلاید 27: 27قالب دستورالعمل هاقالب دستورالعملها وابسته به نوع طراحی CPU استبخش های مختلف یک دستورالعملOP-CODEآدرس ( حافظه ، ثبات ....)شیوه آدرسدهی
اسلاید 28: 28طول دستورالعملثابت متغیرتنوع دستورالعملهاکامپیوترهای CISC (پر دستور )کامپیوترهای RISC (کم دستور )
اسلاید 29: 29CISCComplex Instruction Set computerسری 80x86 و پنتیومتعداد دستورالعملهای زیاد (100 تا 500)دستورالعملهایی که ندرتا استفاده می شوندروشهای ادرسدهی متنوع (5 تا 20 روش)قالب دستورات با طول متغیردستوراتی با عملوند حافظه ای
اسلاید 30: 30CISCبرنامه نویسی آسان استدستورالعملهایی که کارهای زیادی انجام میدهنددیکد کردن دستورات به طول می انجامددسترسی به عملوند های حافظه ای زمانبر استکار کامپایلر ساده است
اسلاید 31: 31RISCReduced Instruction set Computerدستورات کمروش های آدرس دهی کمرجیسترهای زیاداپرندها همواره رجیستر هستندتنها مراجعات به حافظه در دستورات load و store دستورات با طول ثابتاجرای هر دستور در یک سیکل زمانیواحد کنترل سخت افزاری
اسلاید 32: 32RISCبرنامه های طولانیسرعت اجرای بالادیکد سریعاستفاده از پردازش pipelineاستفاده از پنجره های همپوشان
اسلاید 33: 33فراخوانی سابروتینارسال پارامترهای ورودیدر یافت پارامترهای خروجیعدم دسترسی به حافظه پشتهاستفاده از ثباتها
اسلاید 34: 34پنجره های همپوشانثباتهای محلی (local)ثباتهای عمومی (global)ثباتهای مشترک با پنجره قبلی ( دریافت آرگومان ها)پنجره بعدی ( ارسال آرگومان ها)
اسلاید 35: 35فراخوانی سابروتین به صورت تودر توحداکثر چهار مرحلههر سابروتین ثباتهای همپوشان ( پنجره ) مخصوص به خود را دارداشاره گری که همواره به پنجره فعال اشاره داردبا فراخوانی هر سابروتین این اشاره گر یک واحد افزایش می یابدبا بازگشت از سابروتین این اشاره گر یک واحد کاهش می یابد
اسلاید 36: 36پنجره های همپوشانابتدا پارامترهای ارسالی را در بخش مشترک( با بعدی) قرار می دهیماشاره گر را یک واحد افزایش می هیمپس از اجرای سابروتینپارامترهای بازگشتی را در بخش مشترک (با قبلی) قرار می دهیماشاره گر را کاهش می دهیم
اسلاید 37: 37localsharelocalsharelocalsharelocalsharegeneral
اسلاید 38: 38localsharelocalsharelocalsharelocalsharesharewin1win2win3win4Size=L+2S+GgeneralTotal=W(L+S)+G
اسلاید 39: 39مثالپردازنده RISCIرجیسترهای 32 بیتیقالب دستورات 32 بیتیتعداد دستورات = 31روشهای آدرسدهیبلافصلثباتینسبی
اسلاید 40: 40RISCI138 ثباتده ثبات عمومیهشت پنجره 32 ثباتیLocal AshareA,BLocal BShare B,CLocal CShare C,DLocal DshareD,AShare D,Ageneral101066
اسلاید 41: 41ویژگی های CISCروشهای متعدد آدرسدهی حافظهدر هر دستورالعمل تعدادی از بیتها معین کننده نوع آدرسدهی هستندتنوع روشها ، زمان اجرا را افزایش می دهدOP-CODEADD-MODEADDRESS
اسلاید 42: 42روش های آدرسدهیضمنی : عملوند در خود دستور مستتر استCMACLEبلافصل: خود عملوند ( و نه آدرس آن) در دستور قرار داده میشودMOV AX,100ADD CX,25H
اسلاید 43: 43روش های آدرسدهی (ادامه)روش ثباتی : عملوند یکی از ثباتهای CPU استMOV AX,BXSUB CX,AXروش خود افزایشی یا خود کاهشیAuto Increment / Auto DecrementLoop در پردازنده پنتیوم
اسلاید 44: 44روش های آدرسدهی (ادامه)ادرسدهی مستقیم (Direct) : آدرس عملوند در داخل دستورالعمل قرار داردAdd MLda tempآدرسدهی غیرمستقیم (Indirect) : در داخل دستورالعمل مکان آدرس عملوند را قرار می دهیمMov ax,[m]Mov ax,[bx]
اسلاید 45: 45روش های آدرسدهی (ادامه)آدرسدهی نسبی :شمارنده برنامه به آدرس اضافه میشود EA = ADDRESS + PCآدرسدهی شاخصدار(INDEX)محتوای یک رجیستر به آدرس دستور اضافه میشودآدرسدهی با ثبات پایه (BASE)محتوای یک رجیستر به آدرس دستور اضافه میشود
اسلاید 46: 46MODESYMBOLRTLDIRECTLD ADRAC←M[ADR]INDIRECTLD @ADRAC ←M[M(ADR)]RELATIVELD $ADRAC ←M[PC+ADR]IMMEDIATELD #NBRAC ←NBRINDEXLD ADR(X)AC ←M[ADR+XR]REGISTERLD R1AC ←R1REGISTER INDIRECTLD (R1)AC ←M[R1]INCREMENTLD (R1)+AC ←M[R1] ,R1++DECREMENTLD -(R1)AC ←M[R1] ,R1- -
اسلاید 47: 47مقادیر اولیه ثباتهای PC،R1 ،R2 و موجودی حافظه در ذیل داده شده است . مشخص کنید اجرای دستورات برنامه زیر مقادیر فوق را چه تغییری می دهد. توجه شود که ثباتها 16 بیتی ، دستورات 2 بایتی و هر خانه حافظه یک بایتی است . جهت انتقال از راست به چپ و ++ علامت آدرسدهی پس افزاینده (post increment ) می باشد . کلیه اعداد در مبنای 16 هستند مقادیر اولیه : pc=308 r1=100 r2=ffe0 mem[100]=20 Add [r1],r2.lowMov [r2]++,r1
اسلاید 48: 48Add [r1],r2.lowMem[100]= E0+20=00Mov [r2]++,r1Mem[ffe0]=100R2=ffe1Pc=308+4=30c
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.