Un quadro della situazione. Lezione 28 Il Processore: unità di controllo (2) Dove siamo nel corso. Organizzazione della lezione. Cosa abbiamo fatto
|
|
- Marcellino Salvi
- 5 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Un quadro della situazione Lezione 28 Il Processore: unità di lo (2) Vittorio Scarano rchitettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Input/Output Sistema di Interconnessione Registri Central Processing Unit Memoria Principale Interconnessione interna alla CPU Unità di lo Unità ritmetico Logica Cosa abbiamo fatto progettazione del processore Dove stiamo andando.. progettazione della unità di lo Perché: per comprendere come viene pilotato la unità di elaborazione 2 Dove siamo nel corso Organizzazione della lezione Progettazione: unità di elaborazione Codifica della informazione Logica Digitale Unità ritmetico Logica () Memoria Il set delle istruzioni Processore: unità di elaborazione Processore: unità di lo Processore: pipeline Valutazione delle prestazioni Un riepilogo: ruolo della unità di lo progettazione mediante macchina a stati finiti Semplificazione del progetto della unità di lo mediante la microprogrammazione 3
2 La unità di lo Le macchine a stati finiti Responsabile dei segnali di lo che vengono inviati alla unità di elaborazione lcune difficoltà gestione dei diversi passi di esecuzione della istruzione Due tecniche per la progettazione della unità di lo tecniche per la rappresentazione della UC Queste rappresentazioni della UC permettono la sintesi automatica della implementazione sotto forma di ROM o di PL 5 Rappresentazione simbolica del comportamento Costituite da: un insieme di stati (rappresentati con un cerchio) insieme di transizioni di stato attraverso una funzione di prossimo stato che mette in relazione lo stato corrente e lo stato successivo Nella rappresentazione della UC ogni stato rappresenta i valori dei segnali di lo che sono messi a 1 quelli non esplicitati vanno messi a 0 per il lo dei multiplexer è invece necessario specificare ad ogni passo il valore 6 =+ =Reg{IR{20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR{15- if (==) then =[31-28] Una visione completa della macchina a SF address computation 2 Src= 1 Src= 10 Op = 00 3 (Op = 'LW') Mem IorD =1 access (Op = 'SW') 5 Start Mem IorD= 1 access 0 Mem Src= 0 IorD= 0 IR Src = 01 Op =00 Source= 00 6 (Op='LW') or (Op= 'SW') Execution Src =1 Src = 00 Op= 10 Instruction fetch (Op = R-type) R-type completion 7 RegDst = 1 Reg MemtoReg =0 ranch completion 8 Src = 1 Src= 00 Op = 01 Cond Source= 01 (Op = 'EQ') Instruction decode/ register fetch 1 9 Src= 0 Src = 11 Op= 00 (Op ='J') Jump completion Source= 10 -back step 7 RegDst =0 Reg MemtoReg=1 8
3 Implementazione della UC dalla MSF Uso di un registro temporaneo che memorizza lo stato corrente di un blocco di logica combinatoria che determina i segnali e lo stato futuro Combinational logic Inputs Outputs Datapath outputs Organizzazione della lezione Un riepilogo: ruolo della unità di lo progettazione mediante macchina a stati finiti Semplificazione del progetto della unità di lo mediante la microprogrammazione Inputs from instruction register opcode field State register Next state 9 10 Necessità di strumenti progettuali più efficaci Per la progettazione della Unità di lo per il set di istruzioni del MIPS ridotto (da noi studiato) la macchina a stati finiti ha 10 stati e quindi risulta facilmente gestibile Per unità di lo per implementazioni complete da 1 a 20 cicli di clock centinaia di stati con molti più archi la rappresentazione grafica diventa complicata da mantenere possibili errori di progettazione Necessario uno strumento più efficace.. 11 L idea: la microprogrammazione Trattare l insieme dei segnali di lo come una istruzione da eseguire una istruzione di lo detta microistruzione per differenziarla dalle istruzioni MIPS Ogni microistruzione definisce quali segnali vanno messi a 1 in un certo stato definisce anche quale è la successiva microistruzione da eseguire Il microprogramma rappresentazione simbolica della unità di lo 12
4 Il microprogramma Il formato delle microistruzioni Rappresentazione simbolica della unità di lo che verrà tradotta in porte logiche da strumenti automatici come per le macchine a stati finiti Formato delle microistruzioni valgono gli stessi principi progettuali della progettazione della unità di elaborazione (semplicità etc.) Formato campi che specificano il valore dei segnali di lo 13 Ogni microistruzione contiene 7 campi Campo Funzione operazione compiuta da ; risultato in Out provenienza primo operando provenienza secondo operando lettura o scrittura del banco dei registri e provenienza dei valori in caso di scrittura lettura o scrittura della memoria e provenienza dei dati; in caso di lettura specifica il registro destinazione modalità di aggiornamento del modalità di scelta della istruzione successiva 1 La scelta della microistruzione successiva Diverse possibilità: passare alla microistruzione seguente: il campo viene messo al valore passare alla microistruzione che inizia l esecuzione della prossima istruzione MIPS la prima microistruzione ha una etichetta il campo viene messo al valore passare alla microistruzione a seconda di valori indicati in input alla unità di lo si usa una tabella di Dispatch (solitamente una ROM) il campo viene messo al valore Dispatch i dove i è il valore che viene passato alla tabella di Dispatch che restituisce la prossima istruzione 15 I valori dei campi (1) stringa Subt Func code Extend Extshift indica la label della istruzione deve sommare deve sottrarre deve usare funct per la operazione è il primo operando della registro è il primo operando della registro è il secondo operando della il valore è il secondo operando della uscita esten. segno è il secondo operando della uscita dello shift è il secondo operando della 16
5 I valori dei campi (2) Le label e la tabella di Dispatch MDR outcond Jump addr. Dispatch i legge i due registri, usando IR, output in e scrive usando rt come registro, e Out come dato scrive usando rt come registro, e MDR come dato legge la memoria usando (indir.), risultato in IR e MDR legge la memoria usando Out (indir.), risultato in MDR scrive la memoria usando Out (indir.), e (dato) scrive uscita della nel se Zero vale 1, scrive in il valore di Out scrive in l indirizzo di salto preso dalla istruzione vai alla microistruzione successiva vai alla prima microistruzione (che inizia la esecuzione) usa la tabella di dispatch (ROM) per indicare la prossima istr. 17 Le label nel campo sequencing sono di due tipi: riferimento esplicito ad una etichetta definita per una mimcroistruzione uso della tabella di dispatch con il valore Dispatch i Le etichette che terminano con 1 oppure 2 sono usate dalla tabella di Dispatch che ne restituisce l indirizzo (della microistruzione) a seconda del valore dei 6 bit del campo Op che vengono passati alla unità di lo 18 I primi due passi =+ =Reg[IR[20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR[15- if (==) then =[31-28] 19 Incremento Program Counter e scrittura dell incremento lettura istruzione da (in IR) salto alla microistruzione indicata dalla tabella di dispatch Extshift WRite Dispatch 1 20
6 Le etichette del Dispatch Servono a differenziare i tipi di istruzioni una specie di switch Esistono etichette Mem1 Rformat1 EQ1 JUMP1 Notare il carattere 1 finale delle etichette =+ =Reg{IR[20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR[15- if (==) then =[31-28] Istruzioni di accesso alla memoria calcolo indirizzo due passi per la LW (uso di Dispatch 2) un passo per la SW Mem1 LW2 SW2 Extend MDR WRite Dispatch 2 =+ =Reg[IR{20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR[15- if (==) then =[31-28] 23 2
7 Istruzioni di tipo R Operazione indicata dal campo funct Scrittura nel registro del risultato della operazione Torna alla microistruzione con label fetch Rformat1 Func WRite =+ =Reg{IR[20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR[15- if (==) then =[31-28] Istruzione di branch Effettua una sottrazione tra e il risultato non interessa, serve solamente la linea Zero Scrivi il program counter calcolato nel passo precedente solamente se la linea Zero della è a 1 Torna alla microistruzione con label fetch EQ1 Subt WRite Outc ond =+ =Reg{IR[20-16]] Esecuzione, Out= op Out = + Sign-extend(IR[15- if (==) then =[31-28] 27 28
8 Istruzione di jump Scrivi nel il nuovo indirizzo Torna alla microistruzione con label fetch JUMP1 WRite Jump address 29 L intero microprogramma Mem1 LW2 SW2 Rformat1 EQ1 JUMP1 Func Subt Extshift Extend MDR WRite Outco nd Jump address Dispatch 1 Dispatch 2 30 Implementazione del microprogramma La implementazione alternativa Il microprogramma può essere visto come una rappresentazione di una macchina a stati finiti e quindi può essere usato per lo stesso tipo di generazione automatica della ROM (o PL) per la implementazione Una implementazione alternativa implementare separatamente la funzione di lo (generazione dei segnali) e la selezione della prossima istruzione uso di un contatore che viene incrementato e di una parte di logica che compie la selezione dell indirizzo 1 1 er er Microcode Microcode storage storage Outputs Outputs Input Input Microprogram Microprogram counter counter ress ress select select logic logic Inputs Inputs from from instruction instruction register register opcode opcode field field Datapath Datapath outputs outputs 31 32
9 lcuni esercizi/domande.. (1) lcuni esercizi/domande.. (2) (dove non specificato si intende sempre per la unità di elaborazione a ciclo multiplo ) cosa serve il segnale di lo Cond? Quale è la differenza tra una istruzione ed una microistruzione? Per eseguire una istruzione add, quale è il segnale di lo Op? Quanti passi sono necessari per eseguire la istruzione sw? e per la lw? Cosa si trova in Op alla fine del secondo passo di esecuzione di una istruzione? 33 Quale è la differenza tra una unità di elaborazione a ciclo singolo ed una a ciclo multiplo? e quale è preferibile e perché? Quali sono le istruzioni che vengono eseguite nel minor numero di passi? Tutte le istruzioni di tipo R vengono eseguite nello stesso numero di passi? Tutte le istruzioni di tipo I vengono eseguite nello stesso numero di passi? Modificare la unità di elaborazione per eseguire anche la istruzione NE 3 può essere introdotto qualche altro segnale di lo Esercizi di programmazione (1) Esercizi di programmazione (2) Scrivere un programma in ssembler MIPS che ordini in senso crescente un array di 100 interi memorizzati a partire da STRT Scrivere un programma in ssembler MIPS che calcoli il reverse R di un array di 100 interi (memorizzato a partire da STRT) l elemento in posizione 99 si troverà in posizione 0 l elemento in posizione 98 si troverà in posizione 1 etc. etc. Scrivere un programma in ssembler MIPS che li se un array (memorizzato a partire da STRT) è palindromo e scriva il risultato (1=true) nella locazione 1000 un array (stringa) è palindromo se l array = R 35 36
Lezione 29 Il processore: unità di controllo (2)
Lezione 29 Il processore: unità di lo (2) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Organizzazione della lezione 2 Un riepilogo: ruolo della unità di
DettagliIl processore: unità di controllo
Il processore: unità di lo Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) L unità di lo L unità di lo è responsabile della generazione dei segnali di lo che vengono inviati all unità di elaborazione Alcune
DettagliSia per la II prova intercorso che per le prove di esame è necessaria la PRENOTAZIONE
Seconda Prova Intercorso ed Esami di Febbraio Lezione 24 Valutazione delle Prestazioni Vittorio Scarano rchitettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Seconda prova intercorso:
DettagliUn quadro della situazione. Cosa abbiamo fatto. Lezione 30 Valutazione delle Prestazioni. Dove stiamo andando.. Perché:
Un quadro della situazione Lezione 3 Valutazione delle Prestazioni Vittorio Scarano rchitettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Input/Output Sistema di Interconnessione
DettagliL unità di controllo. Il processore: unità di controllo. Le macchine a stati finiti. Struttura della macchina a stati finiti
Il processore: unità di lo Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) L unità di lo L unità di lo è responsabile della generazione dei segnali di lo che vengono inviati all unità di elaborazione Alcune
DettagliL unità di controllo di CPU a singolo ciclo
L unità di controllo di CPU a singolo ciclo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Informatica alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: capitolo 4.2, 4.4, D,
DettagliUn quadro della situazione. Lezione 14 Il Set di Istruzioni (2) Dove siamo nel corso. I principi di progetto visti finora. Cosa abbiamo fatto
Un quadro della situazione Lezione 14 Il Set di Istruzioni (2) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Input/Output Sistema di Interconnessione Registri
DettagliProgetto CPU a singolo ciclo
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Progetto CPU a singolo ciclo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Informatica Università degli Studi di Milano 1/50 Sommario! La CPU! Sintesi di
DettagliLezione 28 Il processore: unità di controllo (1)
Lezione 8 Il processore: nità di lo () Vittorio Scarano rchitettra Corso di Larea in Informatica Università degli Stdi di Salerno Organizzazione della lezione Definizione della nità di lo rchitettra. Vi.ttorio
DettagliUn quadro della situazione. Lezione 15 Il Set di Istruzioni (2) Le operazioni e gli operandi. Dove siamo nel corso. Cosa abbiamo fatto
Un quadro della situazione Lezione 15 Il Set di Istruzioni (2) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Input/Output Sistema di Interconnessione Registri
DettagliL unità di controllo di CPU a singolo ciclo
L unità di controllo di CPU a singolo ciclo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Informatica alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: capitolo 4.2, 4.4, D1,
DettagliIl processore: unità di elaborazione
Il processore: unità di elaborazione Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) Progettazione dell unità di elaborazioni dati e prestazioni Le prestazioni di un calcolatore sono determinate da: Numero
DettagliUn quadro della situazione. Lezione 15 Il Set di Istruzioni (3) Dove siamo nel corso. Organizzazione della lezione. Cosa abbiamo fatto
Un quadro della situazione Lezione 15 Il Set di Istruzioni (3) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Input/Output Sistema di Interconnessione Registri
DettagliProgettazione dell unità di elaborazioni dati e prestazioni. Il processore: unità di elaborazione. I passi per progettare un processore
Il processore: unità di elaborazione Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) Progettazione dell unità di elaborazioni dati e prestazioni Le prestazioni di un calcolatore sono determinate da: Numero
DettagliCPU a singolo ciclo. Lezione 18. Sommario. Architettura degli Elaboratori e delle Reti
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 18 CPU a singolo ciclo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 18 1/2 Sommario!
DettagliRichiami sull architettura del processore MIPS a 32 bit
Caratteristiche principali dell architettura del processore MIPS Richiami sull architettura del processore MIPS a 32 bit Architetture Avanzate dei Calcolatori Valeria Cardellini E un architettura RISC
DettagliRichiami sull architettura del processore MIPS a 32 bit
Richiami sull architettura del processore MIPS a 32 bit Architetture Avanzate dei Calcolatori Valeria Cardellini Caratteristiche principali dell architettura del processore MIPS E un architettura RISC
DettagliL'architettura del processore MIPS
L'architettura del processore MIPS Piano della lezione Ripasso di formati istruzione e registri MIPS Passi di esecuzione delle istruzioni: Formato R (istruzioni aritmetico-logiche) Istruzioni di caricamento
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI A 25 gennaio 2011
CALCOLATORI ELETTRONICI A 25 gennaio 2011 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Supponendo di avere a disposizione dei sommatori full adder (3 ingressi e due uscite)
DettagliInformazioni varie. Lezione 18 Il Set di Istruzioni (5) Dove siamo nel corso. Un quadro della situazione
Informazioni varie Lezione 18 Il Set di Istruzioni (5) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno La lezione di martedì 20 maggio (9-12) non si tiene
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 30 agosto 2010
CALCOLATORI ELETTRONICI 30 agosto 2010 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche di AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliCPU a singolo ciclo. Lezione 18. Sommario. Architettura degli Elaboratori e delle Reti. Proff. A. Borghese, F. Pedersini
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 8 CPU a singolo ciclo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 8 /33 Sommario! La
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 27 giugno 2017
CALCOLATORI ELETTRONICI 27 giugno 2017 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere nome, cognome e matricola chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1 Di seguito è riportato lo schema di una ALU a 32 bit in grado
DettagliLezione 17 Il Set di Istruzioni (3)
Lezione 17 Il Set di Istruzioni (3) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Organizzazione della lezione Un richiamo su: Operazioni aritmetiche (add
DettagliCalcolatori Elettronici
Calcolatori Elettronici CPU multiciclo Massimiliano Giacomin SVANTAGGI DEL PROCESSORE A SINGOLO CICLO Tutte le istruzioni lunghe un ciclo di clock T clock determinato dall istruzione più lenta Istruzioni
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 14 giugno 2010
CALCOLATORI ELETTRONICI 14 giugno 2010 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche di AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliLezione 18 Il Set di Istruzioni (4)
Lezione 18 Il Set di Istruzioni (4) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Organizzazione della lezione Un richiamo su: Operazioni aritmetiche (add
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 9 settembre 2011
CALCOLATORI ELETTRONICI 9 settembre 2011 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliProgetto CPU a singolo ciclo
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Progetto CPU a singolo ciclo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Informatica Università degli Studi di Milano 1/60 Sommario v La CPU v Sintesi di
DettagliProcessore. Memoria I/O. Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa)
Processore Memoria Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa) I/O Memoria La dimensione del Register File è piccola registri usati per memorizzare singole variabili di tipo semplice purtroppo
DettagliProcessore. Memoria I/O. Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa)
Processore Memoria Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa) I/O Parte di Controllo La Parte Controllo (Control) della CPU è un circuito sequenziale istruzioni eseguite in più cicli di clock
DettagliCPU a ciclo multiplo
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione CPU a ciclo multiplo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 1/8 Sommario! I problemi
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 9 gennaio 2013
CALCOLATORI ELETTRONICI 9 gennaio 2013 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche di AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliArchitettura degli elaboratori - CPU multiciclo A.A. 2016/17. Architettura degli elaboratori
Università degli Studi dell Insubria Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate Architettura degli elaboratori Marco Tarini Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate marco.tarini@uninsubria.it Progetto
DettagliArchitettura degli Elaboratori
Architettura degli Elaboratori Linguaggio macchina e assembler (caso di studio: processore MIPS) slide a cura di Salvatore Orlando, Marta Simeoni, Andrea Torsello Architettura degli Elaboratori 1 1 Istruzioni
DettagliArchitettura degli Elaboratori Lez. 8 CPU MIPS a 1 colpo di clock. Prof. Andrea Sterbini
Architettura degli Elaboratori Lez. 8 CPU MIPS a 1 colpo di clock Prof. Andrea Sterbini sterbini@di.uniroma1.it Argomenti Progetto della CPU MIPS a 1 colpo di clock - Istruzioni da implementare - Unità
DettagliL unità di controllo di CPU multi-ciclo. Sommario
L unità di controllo di CPU multi-ciclo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione borghese@dsi.unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: Sezione C3 1/24
DettagliProcessore. Memoria I/O. Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa)
Processore Memoria Control (Parte di controllo) Datapath (Parte operativa) I/O Memoria La dimensione del Register File è piccola registri usati per memorizzare singole variabili di tipo semplice purtroppo
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 15 giugno 2015
CALCOLATORI ELETTRONICI 15 giugno 2015 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche di AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliCPU pipeline hazards
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 23 CPU pipeline hazards Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 23 /24 Sommario!
DettagliCPU a ciclo multiplo: l unità di controllo
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 2 CPU a ciclo multiplo: l unità di controllo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 20 gennaio 2012
CALCOLATORI ELETTRONICI 20 gennaio 2012 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si disegni lo schema di un flip-flop master-slave S-R sensibile ai fronti di salita
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2015
CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2015 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere nome, cognome e matricola chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Relativamente al confronto tra le implementazioni del processore
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 27 marzo 2018
CALCOLATORI ELETTRONICI 27 marzo 2018 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di porte logiche di AND, OR e NOT la funzione combinatoria (a
DettagliUnità di controllo della pipeline
Unità di controllo della pipeline Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione borghese@dsi.unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento al Patterson: 6.3 /5 Sommario La CPU
DettagliLe etichette nei programmi. Istruzioni di branch: beq. Istruzioni di branch: bne. Istruzioni di jump: j
L insieme delle istruzioni (2) Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) Istruzioni per operazioni logiche: shift Shift (traslazione) dei bit di una parola a destra o sinistra sll (shift left logical):
DettagliL unità di controllo di CPU multi-ciclo
L unità di controllo di CPU multi-ciclo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: Sezione D3
DettagliArchitettura degli elaboratori CPU a ciclo singolo
Architettura degli elaboratori CPU a ciclo singolo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione borghese@di.unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: capitolo
DettagliCPU a singolo ciclo: l unità di controllo, esecuzione istruzioni tipo J
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 9 CPU a singolo ciclo: l unità di controllo, esecuzione istruzioni tipo J Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione
DettagliCPU a ciclo multiplo
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione CPU a ciclo multiplo Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L /9 Sommario! I problemi
DettagliArchitettura degli Elaboratori
Architettura degli Elaboratori Linguaggio macchina e assembler (caso di studio: processore MIPS) slide a cura di Salvatore Orlando, Andrea Torsello, Marta Simeoni " Architettura degli Elaboratori 1 1 Istruzioni
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI 15 aprile 2014
CALCOLATORI ELETTRONICI 15 aprile 2014 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere nome, cognome e matricola chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1 Di seguito è riportato lo schema di una ALU a 32 bit in grado
DettagliUniversità degli Studi di Cassino
Corso di Realizzazione del Data path Data path a ciclo singolo Anno Accademico 27/28 Francesco Tortorella (si ringrazia il prof. M. De Santo per parte del materiale presente in queste slides) Realizzazione
DettagliElementi base per la realizzazione dell unità di calcolo
Elementi base per la realizzazione dell unità di calcolo Memoria istruzioni elemento di stato dove le istruzioni vengono memorizzate e recuperate tramite un indirizzo. ind. istruzione Memoria istruzioni
DettagliCalcolatori Elettronici
Calcolatori Elettronici Tecniche Pipeline: Elementi di base Massimiliano Giacomin 1 Esecuzione delle istruzioni MIPS con multiciclo: rivisitazione - esame dell istruzione lw (la più complessa) - in rosso
DettagliIl controllo specificato come microprogramma
Il controllo specificato come microprogramma Nella pratica, set istruzioni più numeroso o istruzioni più complesse (cfr. Intel) drastico aumento del numero degli stati Impraticabile rappresentare gli stati
DettagliUniversità degli Studi di Cassino
Corso di Istruzioni di confronto Istruzioni di controllo Formato delle istruzioni in L.M. Anno Accademico 2007/2008 Francesco Tortorella Istruzioni di confronto Istruzione Significato slt $t1,$t2,$t3 if
DettagliUniversità degli Studi di Cassino
Corso di Realizzazione del path path a ciclo singolo Anno Accademico 24/25 Francesco Tortorella Realizzazione del data path. Analizzare l instruction set => Specifiche sul datapath il significato di ciascuna
Dettaglislt $t1,$t2,$t3 if ($t2<$t3) $t1=1; Confronto tra registri slti $t1,$t2,100 if ($t2<100)$t1=1; Cfr. registro-costante
Istruzioni di confronto Istruzione Significato slt $t1,$t2,$t3 if ($t2
DettagliLinguaggio assembler e linguaggio macchina (caso di studio: processore MIPS)
Linguaggio assembler e linguaggio macchina (caso di studio: processore MIPS) Salvatore Orlando Arch. Elab. - S. Orlando 1 Livelli di astrazione Scendendo di livello, diventiamo più concreti e scopriamo
DettagliModifiche di orario. Lezione 19 Il Set di Istruzioni (6) Dove siamo nel corso. Un quadro della situazione
Modifiche di orario Lezione 19 Il Set di Istruzioni (6) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Al posto della lezione di domani giovedì 22/5 (12-1)
DettagliIl set istruzioni di MIPS Modalità di indirizzamento. Proff. A. Borghese, F. Pedersini
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Il set istruzioni di MIPS Modalità di indirizzamento Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano
DettagliCPU a singolo ciclo: l unità di controllo, istruzioni tipo J
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 9 CPU a singolo ciclo: l unità di controllo, istruzioni tipo J Pro. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Inormazione Università degli
DettagliIl set istruzioni di MIPS Modalità di indirizzamento. Proff. A. Borghese, F. Pedersini
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Il set istruzioni di MIPS Modalità di indirizzamento Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano
DettagliUniversità degli Studi di Cassino
Corso di Data path multiciclo Anno Accademico 2007/2008 Francesco Tortorella Problemi dell implementazione singolo ciclo Arithmetic & Logical PC Inst Memory Reg File mux ALU mux setup Load PC Inst Memory
DettagliFetch Decode Execute Program Counter controllare esegue prossima
Stored Program Istruzioni sono stringhe di bit Programmi: sequenze di istruzioni Programmi (come i dati) memorizzati in memoria La CPU legge le istruzioni dalla memoria (come i dati) Ciclo macchina (ciclo
DettagliArchitettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Pre-appello del 12 Gennaio Attenzione:
Cognome.. Nome.... Architettura degli Elaboratori Classe 3 Prof.ssa Anselmo Pre-appello del 12 Gennaio 2018 Attenzione: Inserire i propri dati nell apposito spazio sottostante e in testa a questa pagina.
DettagliCorso di Calcolatori Elettronici MIPS: Istruzioni di confronto Istruzioni di controllo Formato delle istruzioni in L.M.
di Cassino e del Lazio Meridionale Corso di MIPS: Istruzioni di confronto Istruzioni di controllo Formato delle istruzioni in L.M. Anno Accademico 201/201 Francesco Tortorella Istruzioni di confronto Istruzione
DettagliArchitettura degli elaboratori CPU a ciclo singolo
Architettura degli elaboratori CPU a ciclo singolo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Informatica borghese@di.unimi.it Università degli Studi di Milano iferimento sul Patterson: capitolo 4.2, 4.4,
DettagliCapitolo 5 Elementi architetturali di base
Capitolo 5 Elementi architetturali di base Giuseppe Lami Istituto di Scienza e Tecnologie dell Informazione CNR Via Moruzzi, 1 - Pisa giuseppe.lami@isti.cnr.it Struttura - Unità di elaborazione e controllo
DettagliArchitettura dell elaboratore
Architettura dell elaboratore Riprendiamo il discorso lasciato in sospeso ad inizio corso Riepilogando I programmi e i dati risiedono nella memoria secondaria Per essere eseguiti (i programmi) e usati
DettagliArchitettura dell elaboratore
Architettura dell elaboratore Riprendiamo il discorso lasciato in sospeso ad inizio corso Riepilogando I programmi e i dati risiedono nella memoria secondaria Per essere eseguiti (i programmi) e usati
DettagliIl Processore: l Unità di Controllo Principale Barbara Masucci
Architettura degli Elaboratori Il Processore: l Unità di Controllo Principale Barbara Masucci Punto della situazione Ø Abbiamo visto come costruire l Unità di Controllo della ALU per il processore MIPS
DettagliCalcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009
Calcolatori Elettronici A a.a. 28/29 CPU multiciclo Massimiliano Giacomin Esempi di processori che usano controllo a singolo ciclo: NESSUNO! Perché? Periodo di clock: abbastanza lungo per garantire la
DettagliProgetto CPU (ciclo singolo)
Progetto CPU (ciclo singolo) Salvatore Orlando Arch. Elab. - S. Orlando 1 Processore: Datapath & Control Possiamo finalmente vedere il progetto di un processore MIPS-like semplificato Semplificato in modo
DettagliProgetto CPU (ciclo singolo) Salvatore Orlando
Progetto CPU (ciclo singolo) Salvatore Orlando Arch. Elab. - S. Orlando 1 Processore: Datapath & Control Possiamo finalmente vedere il progetto di un processore MIPS-like semplificato Semplificato in modo
DettagliCPU. ALU e Registri della CPU. Elementi della CPU. CPU e programmazione (Parte 1) Central Processing Unit, processore
CPU CPU e programmazione (Parte 1) La CPU (Central Processing Unit) e` in grado di eseguire dei programmi, cioe` sequenze di istruzioni elementari ( istruzioni macchina ) Idea fondamentale dell'architettura
DettagliEsercitazione 06 Progettazione di una CPU RISC-V
Esercitazione 06 Progettazione di una CPU RISC-V Gianluca Brilli gianluca.brilli@unimore.it 04/06/19 ARCHITETTURA DEI CALCOLATORI 1 Overview In questa esercitazione andremo a progettare una semplice architettura
DettagliLinguaggio macchina e register file
Linguaggio macchina e register file Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione borghese@di.unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento sul Patterson: capitolo 4.2, 4.4,
DettagliLa pipeline. Sommario
La pipeline Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento al Patterson edizione 5: 4.5 e 4.6 1/31 http:\\borghese.di.unimi.it\
DettagliIntroduzione all'architettura dei Calcolatori. Maurizio Palesi
Introduzione all'architettura dei Calcolatori Maurizio Palesi 1 Agenda Architettura generale di un Sistema di Elaborazione La memoria principale Il sottosistema di comunicazione La CPU Miglioramento delle
DettagliRappresentazione dell informazione
Rappresentazione dell informazione Codifica dei numeri Rappresentazioni in base 2, 8, 10 e 16 Rappresentazioni M+S, C1 e C2 Algoritmi di conversione di base Algoritmi di somma, moltiplicazione e divisione
DettagliCalcolatori Elettronici B a.a. 2004/2005
Calcolatori Elettronici B a.a. 2004/2005 Tecniche di Controllo: Esercizi Massimiliano Giacomin Calcolo CPI e Prestazioni nei sistemi a singolo ciclo e multiciclo ) Calcolo prestazioni nei sistemi a singolo
DettagliCosa abbiamo fatto. Dove stiamo andando.. Perché: per poter capire cosa deve offrire al programmatore il processore come istruzioni
Un qadro della sitazione Lezione Il Processore: Unità di Elaborazione () Vittorio Scarano rchitettra Corso di Larea in Informatica Università degli Stdi di Salerno rchitettra (-). Vi.ttorio Scarano Inpt/Otpt
DettagliLa pipeline. Sommario
La pipeline Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento al Patterson edizione 5: 4.5 e 4.6 1/28 http:\\borghese.di.unimi.it\
DettagliPag. 1. Informatica Facoltà di Medicina Veterinaria a.a. 2012/13 prof. Stefano Cagnoni. Architettura del calcolatore (parte II)
1 Università degli studi di Parma Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Informatica a.a. 2012/13 La inserita nella architettura dell elaboratore Informatica Facoltà di Medicina Veterinaria a.a.
DettagliUna CPU multi-ciclo. Sommario
Una CPU multi-ciclo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione borghese@dsi.unimi.it Università degli Studi di Milano 1/3 http:\\homes.dsi.unimi.it\ borghese Sommario I problemi della
DettagliProcessore: Datapath & Control. Progetto CPU (ciclo singolo) Rivediamo i formati delle istruzioni. ISA di un MIPS-lite
Processore: Datapath & Control Possiamo finalmente vedere il progetto di un processore MIPS-like semplificato Progetto CPU (ciclo singolo) Semplificato in modo tale da eseguire solo: istruzioni di memory-reference:
DettagliIstruzioni e linguaggio macchina
Istruzioni e linguaggio macchina I linguaggi macchina sono composti da istruzioni macchina, codificate in binario, con formato ben definito processori diversi hanno linguaggi macchina simili scopo: massimizzare
DettagliArch. Elab. - S. Orlando 2. unità funzionali possono essere usate più volte per eseguire la stessa
Progetto CPU (multiciclo) Salvatore Orlando Arch. Elab. - S. Orlando 1 Esempio di riduzione del ciclo di clock Effettua un taglio su grafo delle dipendenze corrispondente al circuito combinatorio, e inserisci
DettagliEsercitazione del 05/05/ Soluzioni
Esercitazione del 05/05/2005 - Soluzioni Una CPU a ciclo singolo richiede un ciclo di clock di durata sufficiente a permettere la stabilizzazione del circuito nel caso dell istruzione più complicata (con
DettagliMemoria centrale (RAM) Registri della CPU. Definizioni. Architettura considerata in CPUSim. Programma in linguaggio macchina
Architettura considerata in CPUSim Linguaggio macchina -- esempio in CPUSim Manuale di CPU Sim Memoria con 128 celle Indirizzi da 12 bit Registri usuali per un architettura di Von Neumann (, IR,, ) Un
DettagliA.A. 2018/2019. CPU e Linguaggio Macchina FONDAMENTI DI INFORMATICA E PROGRAMMAZIONE. Docente Prof. Raffaele Pizzolante
A.A. 2018/2019 Docente Prof. Raffaele Pizzolante FONDAMENTI DI INFORMATICA E PROGRAMMAZIONE Architettura di Von Neumann Modello concettuale di un architettura di computer che permette di rappresentare,
DettagliPinout PD32. Memoria di lavoro esterna. tramite l indirizzo ad esse associato. e possono essere lette o scritte: Le singole celle sono distinguibili
PD-32,prima parte Struttura a blocchi del sistema di calcolo MEMORIA KB Memory Address Bus Memory Data Bus Memory Control Bus PD32 I/O Address Bus I/O Data Bus I/O Control Bus IACK Device Device 7 Pinout
DettagliLinguaggio macchina. 3 tipi di istruzioni macchina. Istruzioni per trasferimento dati. Istruzioni logico/aritmetiche
3 tipi di istruzioni macchina Linguaggio macchina e assembler 1) trasferimento tra RAM e registri di calcolo della CPU 2) operazioni aritmetiche: somma, differenza, moltiplicazione e divisione 3) operazioni
DettagliRiassunto. Riassunto. Ciclo fetch&execute. Concetto di programma memorizzato. Istruzioni aritmetiche add, sub, mult, div
MIPS load/store word, con indirizzamento al byte aritmetica solo su registri Istruzioni Significato add $t1, $t2, $t3 $t1 = $t2 + $t3 sub $t1, $t2, $t3 $t1 = $t2 - $t3 mult $t1, $t2 Hi,Lo = $t1*$t2 div
DettagliCalcolatori Elettronici
Calcolatori Elettronici CPU multiciclo: esercizi Massimiliano Giacomin 1 Prima tipologia di esercizi: valutazione delle prestazioni 2 Specchio riassuntivo su prestazioni e CPI 0) In generale: T esecuzione
Dettagli