Đang tải... (xem toàn văn)
CO2008 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Đại học Bách Khoa – Tp HCM 08/2019 Bài tập/Thực hành 6 CHƯƠNG 4 KIẾN TRÚC MIPS SINGLE CLOCK CYCLE Mục tiêu • Hiểu chức năng của các khối ph[.]
CO2008 - KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Khoa Khoa Học Kỹ Thuật Máy Tính Đại học Bách Khoa – Tp.HCM 08/2019 Bài tập/Thực hành CHƯƠNG KIẾN TRÚC MIPS: SINGLE CLOCK CYCLE Mục tiêu • Hiểu chức khối phần cứng • Hiểu nghiên lý hoạt động (lấy lệnh, giải mã, thực thi, lưu trữ) máy tính single clock cycle • Tính tốn thời gian chạy lệnh máy tính single clock cycle • Tính tốn tần số (chu kỳ) hệ thống Yêu cầu • Xem slide single clock cycle • Xem trước plug-in (Tool/MIPS X-Ray) MARS để tham khảo MIPS single clock cycle • Nộp file code hợp ngữ đặt tên theo format Bai*.[pdf,txt] chứa thư mục Lab6_MSSV Kiểu lệnh R-type Op6 Rs5 Kiểu I-type Op6 Rs5 Kiểu J-type Op6 Rt5 Rd5 Rt5 Shamt5 F unction6 Immediate16 Immediate26 • Op (opcode) Mã lệnh, dùng để xác định lệnh thực thi (trong kiểu R, Op = 0) • Rs, Rt, Rd (register): Trường xác định ghi (trường ghi bit tương ứng với 32 ghi) • Shamt (shift amount): Xác định số bits dịch lệnh dịch bit • Function: Xác định tốn tử(operator hay cịn gọi lệnh) kiểu lệnh R • Immediate: Đại diện cho số trực tiếp, địa chỉ, offset Bài tập Thực hành Bài 1: Trả lời ngắn gọn câu hỏi hình 1: • Thanh ghi PC dùng để làm • Instruction memory chứa gì? input, output gì? Hình 1: Kiến trúc máy tính single clock cycle • Registers tập hợp ghi, input, output gì? • Input output ALU gì? • Bộ Control nhận input trường nào? output dùng để làm gì? • Data memory chứa gì? input, output gì? • Bộ chọn (MUX) có chức gì? ví dụ • Sign-extend dùng để làm gì? ví dụ Bài 2: Các tín hiệu điều khiển sau dùng để làm gì: • RegDst • RegWrite • MemRead • MemWrite • MemtoReg • Branch • jump • ALUSrc Bài 3: Xác định giá trị tín hiệu điều khiển lw sw add beq j $s0, 8($a0) $s0, 8($a0) $s0, $s1, $s2 $t2, $t1, label label # # # # # load $s0 from memory at address $t2 + store $s0 to memory at address $a0 + add s0 = s1 + s2 branch on equal, if $t2 == $t1 branch to label jump to label Bài 4: Xác định critical path, thời gian chu kỳ hệ thống Cho thời gian delay khối bảng bên dưới: (a) Xác định critical path (longest-latency – Đường có độ trễ lâu nhất) thời gian hoàn thành kiểu lệnh sau: Bảng 1: Delay khối Resources Mux Add Shift left Instruction memory Registers Sign extend ALU Data memory • • • • • phần cứng Delay 10ns 10ns 10ns 200ns 150ns 10ns 100ns 200ns Load Store ALU Branch Jump (b) Xác định thời gian cycle hệ thống Gợi ý: máy tính single clock cycle thực thi lệnh chu kỳ đơn Xác định thời gian chu kỳ cho chu kỳ đảm bảo lệnh thực thi xong Bài tập làm thêm [TextBook Morgan Kaufmann Computer Organization And Design 5th Edition] Lệnh jal, jr có thực thi kiến trúc hình khơng? Nếu rõ datapath tín hiệu điều khiển kèm theo Nếu khơng cần thêm phần tử gì? Bài tập 4.1, 4.2, 4.6, 4.7, 4.8