教学目标:已经掌握的內容 °计算机的五个基本部件 处理器 输入 控制 存储器 数据通路 输出 °本讲主题:多周期数据通路设计 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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如何有效地利用我们的硬件? R∈Mem[Pc] A∈Rrs;B←Rr s←A+B s∈ A or zx s∈A+SX s∈A+SX M∈MemS]MemS]cB RrdS;Rr∈S; Rrd]∈=M; PC∈PC+4:|Pc∈PC+4:Pc∈PC+4;Pc∈PC+4;lPc←Pc+4;Pc∈Pc+sx °例如:存储器在不同的时间被使用了两次 每条指令的平均存储器访问时间=1+装入指令的频度+存储指令的频度≈13 ·如果cP=4.,指令存储器的利用率=1/48,数据存储器的利用率=03148 °在不降低性能的前提下我们可以减少硬件 额外的控制 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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Princeton组织 A-Bus B-Bus next Reg File lem PC c ZX SX V W-Bus °对指令和数据访问使用同一存储器 ·存储器利用率→1.3/48 在这种情况下,状态图无需变化 ·增加一些附加的控制信号 ·必须保证在每一周期,只有唯一的一个源驱动总线 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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教科书中的数据通路∶多周期数据通路 °所需硬件最少:1个存储器,1个加法器 PCW PC WrCond CSRo BrWr zero lord MemWr IRWr RegDst Reg Wr alusela Target 0 Ra RAdr Rt rb busa Ideal Reg file b2 Memory R 4→ WrAdr 32 Din dout Rd A busW bus 32 32 ALU Mux <<2 Control Extend 32 ALUOp Mento reg△ LUSelB 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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控制器FSM描述 R∈ MEM[PC] PCePC +4 0000 取指 A∈Rr B会R】译码取操作数 R-type LW ORi SW BEQ s← A fun B s∈ A or ZX/S∈A+sXys∈A+sX)s∈A-B 0100 0110 1000 1011 0010 equal Equal M∈MEMS] //MEMS]cB CEPC 1001 Rrd]∈S 1100 sX‖00 0011 R∈S Rr∈M 0101 0111 1010 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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