|
Линейное программирование симплекс-методом Данцига |
b>Формат микрокоманд|
MIR - Microinstruction register - регистр микрокоманд (24 bit) | | A | A MUX | B | B MUX | C | C MUX | RD | WR | ALU | COND | JMP ADDRESS | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | A, B, C - номер регистра для осуществления чтения (A, B) или записи (C)A MUX, B MUX, C MUX - откуда брать номер регистра(0 - из команды IR, 1 - из микрокоманды MIR)RD - чтение из ОЗУ При этом адрес памяти берется с шины А, а результат подается на шину С WR - запись в ОЗУ При этом адрес памяти берется с шины А, а данные - с шины B ALU - код операции АЛУ|
КОП АЛУ | Операция АЛУ | | 00 | NOP | | 01 | ADD | | 10 | SHRA | | 11 | NAND | | | COND - условие для определения адреса следующей выполняемой микрокоманды|
COND | Куда переходим | | 00 | NEXT | на следующую микрокоманду | | 01 | DECODE | декодирование команды, Address = [KOP]100 | | 10 | JMP | безусловный переход | | 11 | JC | условный переход по переносу (Carry Flag) | | | JMP ADDRESS - адрес в памяти микропрограмм, куда осуществляется переходМикрокод|
Адрес | Микрокоманда | Пояснение | | 012 3 | IR_HI = NOP(PC); READPC = ADD(PC, IR_HI)IR_LO = NOP(PC); READ DECODE | чтение старшего слова командыпереход к следующему слову (PC = PC + 1)чтение младшего слова команды декодирование считанной команды | | | ADD Rx, Ry, Rz | | | 4 | Rx = ADD(Ry, Rz); JMP 62 | сложение содержимого регистров | | | NAND Rx, Ry, Rz | | | 12 | Rx = NAND(Ry,Rz); JMP 62 | И-НЕ для содержимого регистров | | | SHR Rx, Ry | | | 20 | Rx = SHR(Ry); JMP 62 | арифметич. сдвиг содержимого регистра | | | JC address | | | 2829 30 | Temp0 = NOP(Temp0); JC 30JMP 62 PC = NOP(IR_LO); JMP 0 | организация условного переходаесли условие не выполнилось, то завершить иначе записать в PC новый адрес из IR_LO | | | DEC Rx, Ry | | | 3637 38 | Temp0 = SHR(IR_HI)Temp0 = NAND(Temp0, Temp0) Rx = ADD(Ry,Temp0); JMP 62 | Temp0 = 0 (00000001 00000000)Temp0 = -1 (11111111) Rx = Ry + Temp0 = Ry + (-1) | | | SUB Rx, Ry, Rz | | | 44454647 48 | Temp0 = SHR(IR_HI)Temp0 = ADD(Temp0, Rz)Temp0 = NAND(Temp0, Temp0)Temp0 = ADD(Temp0, IR_HI) Rx = ADD(Ry, Temp0); JMP 62 | Temp0 = 0 (00000001 00000000)Temp0 = 0 + Rz = Rzинвертировать Temp0 = RzTemp0 = ( ! Rz) + 1 Rx = Ry + (-Rz) | | | LD Rx, address | | | 52 | Rx = NOP(IR_LO); READ; JMP 62 | чтение из ОЗУ (шина A - адрес) | | | ST Ry, address | | | 6061 | Temp0 = NOP(Ry) Temp0 = NOP(IR_LO, Temp0); WRITE; JMP 62 | Temp0 = Ry (данные на шину B)запись в ОЗУ (шина A - адрес, шина B - данные) | | End: | | | | 62 | PC = ADD(PC, IR_HI); JMP 0 | увеличение счетчика команд (PC=PC+1) | | | Кодировка микрокодаDEPTH = 64; % количество слов %WIDTH = 24; % размер слова в битах %ADDRESS_RADIX = DEC; % система счисления для адреса %DATA_RADIX = BIN; % система счисления для данных %CONTENTBEGIN[0..63] : 0; % по умолчанию везде нули %% Инициализация %0: 101100011101100000000000; % IR_HI = NOP(PC); READ %1: 101111011011000100000000; % PC = ADD(PC, IR_HI) %2: 101100011111100000000000; % IR_LO = NOP(PC); READ %3: 000100011001000001000000; % DECODE % % ADD Rx, Ry, Rz %4: 000000000000000110111110; % Rx = ADD(Ry, Rz); JMP 62 % % NAND Rx, Ry, Rz %12: 000000000000001110111110; % Rx = NAND(Ry,Rz); JMP 62 % % SHR Rx, Ry %20: 000000000000001010111110; % Rx = SHR(Ry); JMP 62 % % JC address %28: 100110011001000011011110; % Temp0 = NOP(Temp0); JC 30 %29: 100110011001000010111110; % JMP 62 %30: 111110011011000010000000; % PC = NOP(IR_LO); JMP 0 %% DEC Rx, Ry %36: 110100011001001000000000; % Temp0 = SHR(IR_HI) %37: 100110011001001100000000; % Temp0 = NAND(Temp0, Temp0) %38: 000010010000000110111110; % Rx = ADD(Ry,Temp0); JMP 62 %% SUB Rx, Ry, Rz %44: 110100011001001000000000; % Temp0 = SHR(IR_HI) %45: 100100001001000100000000; % Temp0 = ADD(Temp0, Rz) %46: 100110011001001100000000; % Temp0 = NAND(Temp0, Temp0) %47: 100111011001000100000000; % Temp0 = ADD(Temp0, IR_HI) %48: 000010010000000110111110; % Rx = ADD(Ry, Temp0); JMP 62 %% LD Rx, address %52: 111100010000100010111110; % Rx = NOP(IR_LO); READ; JMP 62% % ST Ry, address %60: 000000011001000000000000; % Temp0 = NOP(Ry) %61: 111110011001010010111110; % Temp0 = NOP(IR_LO, Temp0); WRITE; JMP 62 %62: 101111011011000110000000; % PC = ADD(PC, IR_HI); JMP 0 %END ; Примеры выполнения командПримеры выполнения каждой команды с указанием значения всех основных сигналов и содержимым основных регистров на каждом такте выполнения приведены на электронном носителе. Основные сигналы и регистры |
Сокращение | Примечание | | CLOCK | синхронизирующий сигнал | | C_SEL[2..0] | номер регистра выбранного в качестве приемника | | A_SEL[2..0] | номер регистра выбранного в качестве источника 1 | | B_SEL[2..0] | номер регистра выбранного в качестве источника 2 | | Rx[2..0] | номер регистра приемника из IR (регистра команд) | | Ry[2..0] | номер регистра источника 1 из IR (регистра команд) | | Rz[2..0] | номер регистра источника 2 из IR (регистра команд) | | MIR_A[2..0] | номер регистра приемника из MIR (р-ра микрокоманд) | | MIR_B[2..0] | номер регистра источника 1 из MIR (р-ра микрокоманд) | | MIR_C[2..0] | номер регистра источника 2 из MIR (р-ра микрокоманд) | | AMUX | Откуда брать номер регистра (0 - из IR, 1 - из MIR) Эти сигналы управляют соответствующими мультиплексорами. | | BMUX | | | CMUX | | | A_bus[7..0] | Данные на шинах источниках, выходящих из блока регистров | | B_bus[7..0] | | | C_ALU[7..0] | Результат выходящий из АЛУ | | C_RAM[7..0] | Данные, считанные из ОЗУ | | C_bus[7..0] | Выбранные данные для записи (С_ALU или C_RAM) | | RD | сигнал чтения из ОЗУ | | WR | сигнал записи в ОЗУ | | KOP_ALU[1..0] | код операции АЛУ (поступает из MIR) | | COND[1..0] | определение следующей микрокоманды (из MIR) | | CBL_SEL[1..0] | результат работы Control Branch Logic (логика управления ветвлением) - определяет следующую микрокоманду | | CF | флаг переноса, поступающий из АЛУ в Control Branch Logic | | JMP_ADR[5..0] | адрес следующей микрокоманды (из MIR) | | MIR[23..0] | полное значение регистра микрокоманд (24 бит) | | PC | программный счетчик (адрес в ОЗУ) | | | Примеры программПРИМЕР 1DEPTH = 256; % Memory depth and width are required %WIDTH = 8; % Enter a decimal number %ADDRESS_RADIX = DEC; % Address and value radixes are optional %DATA_RADIX = BIN; % Enter BIN, DEC, HEX, or OCT; unless %CONTENTBEGIN %-------------------%0: 11001000; % LD Rg1, [6] %1: 00000110; 2: 11010000; % LD Rg2, [7] %3: 00000111; 4: 00011011; % ADD Rg3, Rg1, Rg2 %5: 00000000; 6: 00010110; % const 22 (DEC) %7: 00100001; % const 33 (DEC) % END ; ПРИМЕР 2DEPTH = 256; % Memory depth and width are required %WIDTH = 8; % Enter a decimal number %ADDRESS_RADIX = DEC; % Address and value radixes are optional %DATA_RADIX = BIN; % Enter BIN, DEC, HEX, or OCT; unless %CONTENTBEGIN %-----------------%0: 11001000; % LD Rg1, [10] %1: 00001010; 2: 01010010; % SHR Rg2, Rg1 %3: 00000111; 4: 01100000; % JC 8 %5: 00001000; 6: 10010010; % DEC Rg2, Rg1 %7: 00000000; 8: 11100010; % ST Rg1, [10] %9: 00001010; 10: 00000001; % const = 1 % END ;Значения основных сигналов и содержимое основных регистров на каждом такте выполнения данных примеров программ приведены в виде временных диаграмм на электронном носителе.Определение производительностиСреднее количество микрокоманд при выполнении команды процессора можно приблизительно оценить как 4 + 17/8 + 1 = 7 микрокоманд на команду процессора. Таким образом, при максимальной тактовой частоте в 33,3 МГц средняя производительность процессора составит 4, 7 MOPS (или 33,3 М мops / сек). |
Тестовая программа | Количество команд процессора | Количество микрокоманд | Время выполнения, нс | N / сек | | ПРИМЕР 1 | 3 | 18 | 540 | 1851851 | | ПРИМЕР 2 | 5 | 34 | 1020 | 980398 | | |
Повысить производительность процессора можно одним из следующих способов: § Увеличить разрядность шины-приемника с 8 до 16 бит, и считывать команду из ОЗУ не за три такта, а за один; § Увеличить функциональность АЛУ, при этом можно будет сократить длину микрокода для некоторых команд (особенно для SUB и DEC); § Перейти от микропрограммного управления к управлению на основе жесткой логики; § Применить конвейеризацию; § Что-нибудь распараллелить.
Страницы: 1, 2
|
|
|
© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент. |
|
|