El procesador Diseño del control.

Presentación del tema: "El procesador Diseño del control."— Transcripción de la presentación:

1 El procesador Diseño del control

2 Datapath MIPS simple Universidad de Sonora
Arquitectura de Computadoras

3 MIPS simple El datapath anterior cubre instrucciones:
Aritméticas-lógicas: add, sub, and, or y set on less than. Acceso a memoria: load word (lw) y store word (sw). Brincos: beq. La instrucción jump (j) se incluirá después. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

4 Control de la ALU La ALU se usa según el tipo de instrucción:
Instrucciones de tipo “R”: para su operación. Instrucciones lw y sw: suma. Instrucción beq: resta. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

5 Control de la ALU Unidad de control de la ALU:
Entradas: opcode y una señal de control de dos bits llamada ALUOp. Salida: señal de control de 4 bits de la ALU. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

6 Control de la ALU Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

7 Unidad de control principal
Tomando en cuenta los formatos de cada clase de instrucción, se agregan 7 señales de control: Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

8 Unidad de control principal
RegDst. Controla el origen de la dirección del registro destino: bits[20:16] para lw o bits[15:11] para tipo-R. RegWrite. Controla la escritura en el banco de registros. ALUSrc. Controla el origen del segundo operando de la ALU: registro para tipo-R u offset para lw/sw. PCSrc. Controla que se guarda en el PC: PC + 4 o PC + offset. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

9 Unidad de control principal
MemRead. Controla la lectura en la memoria de datos. MemWrite. Controla la escritura en la memoria de datos. MemtoReg. Controla el origen del dato a guardar en el registro destino: ALU para tipo-R o la memoria de datos para lw. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

10 Unidad de control principal
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11 Unidad de control principal
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12 Unidad de control principal
Entrada: opcode de la instrucción bits[31:26]. Salidas: 3 señales de un bit para controlar multiplexores: RegDst, ALUSrc y MemtoReg. 3 señales de un bit para controlar lecturas y escrituras en el banco de registros y la memoria de datos: RegWrite, MemRead y MemWrite. 1 señal de un bit para indicar un posible brinco: Branch. 1 señal de dos bits para controlar la ALU: ALUOp. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

13 Unidad de control principal
¿Dónde quedó PCSrc? Ahora es una señal de control derivada de la señal de control Branch y la salida Zero de la ALU. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

14 Unidad de control principal
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15 Líneas de control El opcode de la instrucción determina los valores de las líneas de control. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

16 Líneas de control Para las instrucciones tipo-R.
RegDst = 1. La dirección del registro destino está en los bits[15:11]. ALUSrc = 0. El segundo operando de la ALU es un registro. MemtoReg = 0. En el registro destino se guarda la salida de la ALU. RegWrite = 1. La instrucción escribe en el banco de registros. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

17 Líneas de control MemRead = 0. La instrucción no usa la memoria de datos. MemWrite = 0. La instrucción no usa la memoria de datos. Branch = 0. La siguiente instrucción está en PC+4. ALUOp = 10. La función ejecutada por la ALU depende de la instrucción. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

18 Implementación Tabla de verdad de la unidad de control:
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19 Implementación Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

20 Instrucción Jump Formato de la instrucción j: Universidad de Sonora
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21 Instrucción jump Se guarda en el PC la concatenación de:
Los bits[31:28] del PC actual. Los 26 bits de la dirección. Los bits 00 (para convertir de palabra a byte). Se necesita otra señal de control para distinguir entre no brinco, beq y jump. La señal de control jump solo se activa cuando el opcode es 2. Universidad de Sonora Arquitectura de Computadoras

22 Unidad de control final
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