Проектування RISC – комп’ютера

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

національний університет “Львівська політехніка”

Кафедра ЕОМ

[pic 1]

Звіт до курсової роботи

з предмету «Архітектура комп’ютерів. Частина І»

на тему :  «Проектування RISC – комп’ютера »

Підготував:   

студент групи КІ- 33

                                                                                   Прийняв:  

ст. викл.

Анотація

Курсовий проект з дисципліни “ Архітектура комп’ютерів. Частина І ” є підсумком освоєння даного курсу. Під час роботи над даним проектом студенти повинні показати всі свої набуті знання, опанувати інформацію про принципи дії та архітектуру прототипних варіантів сучасних RISC-комп'ютерів, виконати поставлене перед ними індивідуальне завдання.

Під час виконання курсового проекту будуть пройдені  і виконанні наступні основні етапи:  

1.  Розробка формату інструкцій різних типів (I-тип, R-тип, J-тип);

2.  Розрахунок загальної кількість елементів основної пам’яті;

3.  Розрахунок розрядності шини адрес;

4. Визначення кількість процесорних тактів, за якою будуть зчитуватись дані з основної пам’яті.

5.  Визначення значення константи, яке необхідне для обчислення наступного значення програмного лічильника (наступної адреси інструкції в основній пам’яті);

6.  Визначення розрядність регістра інструкцій;

7.  Розрахунок формату адреси для кеш-пам’яті;

8. Відображення послідосності мікродій, які виконуються на різних етапах (циклах) процесора за допомогою трьох команд.

Зміст

1.  Конкретизовані та розширені вихідні дані на проектування…………………  4

2. Роз'яснення та аналіз основних принципів побудови скалярних RISC-комп'ютерів на прикладі  визначених на реалізацію інструкцій…………………. 5

3.  Розрахунки відповідно до завдання…………………………………………….. 14

Висновок……………………………………………………………………………….21

Список літератури…………………………………………………………………….22

Додаток А

1.Визначення вхідних даних для проектування

Для визначення вхідних даних використовується 8 перших літер прізвища, тобто в моєму випадку ШЕХОВИЧШ.

   Таблиця 1. Визначення варіантів завдання вхідних даних.

   Конкретизовані та розширені вхідні дані:

1. Кількість регістрів загального призначення в Регістровому Файлі – 32 регістри;
2. Кількість команд, які може виконувати процесор який розробляєься - 4 команд;
3. Розрядність безпосереднього операнда (Immediate) 16 розрядів(біт);
4. Об’єм основної пам’яті комп’ютера 512 Мб;
5. Елементи на яких побудована основна пам’ять комп’ютера 2Кх16 . 2К - кількість комірок в пам’яті, 16 – розрядність;
6. Розмір кеш-пам’яті даних  256К, кількість блоків у кеш –пам’яті даних -  64;
7. Розмір кеш-пам’яті команд  2М, кількість блоків у кеш –пам’яті команд -  256;
8. Команда для демонстрації роботи процесора  Логічна.

2. Роз'яснення та аналіз основних принципів побудови скалярних RISC-комп'ютерів на прикладі  визначених на реалізацію інструкцій

Формати RISC інструкцій DLX процесора подано рисунком 1.

[pic 2]

Рис. 1 - Формати інструкцій RISC-DLX процесора [Hennessy & Patterson, 2003]

Пояснення щодо форматів інструкцій.

I - тип інструкції опрац, що використовує безпосередній операнд (Immediate ).

R - тип інструкції; така інструкція отримує пару операндів із джерельних регістрів (Registers) регістрового файлу процесора і повертає  результат знов таки до регістру призначення з цього файлу.

J – тип є інструкцією безумовного переходу (jump).

OpCode є полем коду операції, який залежить від кількості виконуваних процесором команд. Розрядність даного поля=Log2N, де N – множина виконуваних процесором команд. В даному випадку довжина поля складає 6 розрядів.