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Arquitetura e organização de computadores Aula 19 Microarquitetura.

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Apresentação em tema: "Arquitetura e organização de computadores Aula 19 Microarquitetura."— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura e organização de computadores Aula 19 Microarquitetura

2 Sumário Unidades lógicas Microarquitetura MIC Parte Operativa e Parte de Controle MIC – Parte Operativa Leitura e Escrita em Registradores

3 Microarquitetura Uma Microarquitetura é dividida em uma Parte Operativa e uma Parte de Controle Parte Operativa (ou Caminho de Dados) – Constituída de todos os componentes responsáveis pela execução das operações elementares sobre os dados (transformações nos dados) Parte de Controle – Constituída de circuitos sequenciais e/ou memória de programa que gera o controle ciclo-a-ciclo da parte operativa

4 Microarquitetura MIC

5 Microarquitetura MIC

6 Microarquitetura MIC

7 Microarquitetura MIC

8 Microarquitetura MIC

9 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Uma microarquitetura executa instruções que são armazenadas na memória Recupera e armazena dados em memória LEITURA E ESCRITA NA MEMÓRIA Necessita de registradores de endereço e dados Necessidade de barramentos de endereços e dados

10 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

11 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Instruções de um programas são executados segundo uma ordem precisa Uma microarquitetura necessita saber, sempre, qual a próxima instrução a ser executada APONTADOR DE PROGRAMA Necessidade de um registrador apontador de programa (PC) Necessidade de realização de operações sobre o conteúdo do PC, para atualização a cada instrução

12 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

13 Microarquitetura MIC: Parte Operativa A Instrução lida da memória é armazenada para decodificação e uso futuro. REGISTRADOR DE INSTRUÇÕES Necessidade armazenamento dos dados vindos da memória Necessidade de um registrador de instrução

14 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

15 Microarquitetura MIC: Parte Operativa O processo de escrita de dados na memória também utiliza os registradores e barramentos de dados e endereços CAMINHO PARA A SAÍDA DE DADOS Necessidade de recursos específicos para saída de dados.

16 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Saída de dados

17 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Para realização de instruções aritméticas a existência de registrado internos aceleram a busca de dados REGISTRADORES DE USO GERAL Necessidade de uma banco de registradores de propósito geral Necessidade de uma ULA com um conjunto de operadores adequados

18 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

19 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Instruções podem usar um, dois ou três endereços – A = NOT A – A = A + B – A = B + C O uso de mais endereços requer mais bits no formato da instrução REGISTRADOR ACUMULADOR Necessidade do uso de um registrador Acumulador (AC)

20 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

21 Microarquitetura MIC: Parte Operativa A Capacidade de empilhar e desempilhar dados em uma região reservada da memória é um recurso importante em muitas arquitetura APONTADOR DE PILHA Necessidade de um registrador apontador de pilha (PS)

22 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

23 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

24 Microarquitetura MIC: Parte Operativa MASCARAS DE BIT AMASK = 0x0FFF – Recupera o endereço em instruções no formato 1 BMASK = 0X00FF – Recupera o endereço em instruções no formato 2

25 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

26 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Algoritmos de multiplicação e divisão usam deslocamentos Deslocamentos podem ser usados em decodificação e outras operações importantes DESLOCADOR Necessidade de um deslocador Deslocamento pode ser feito na ULA, mas também pode ser interessante fora dela

27 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

28 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

29 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Muitas unidades da parte operativa de um processador necessitam de controle explicito Estes controles são gerados pela Parte de controle e enviados Ciclo-a-Ciclo à Parte de Controle SINAIS DE CONTROLE

30 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

31 Microarquitetura MIC: Parte Operativa Interface PO/C – AMUX: Controla a entrada do multiplexador – ALU: Define a operação da ULA – SH: Define se há deslocamento e a direção – MBR: Habilita escrita no MBR a partir do deslocador – MAR: Habilita escrita no MAR a partir do latch B – RD: Requisita leitura da memória – WR: Requisita escrita na memória – ENC: Controla armazenamento nos registradores – A, B e C : Endereços de leitura (A e B) e escrita (C) nos registradores

32 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

33 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

34 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

35 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

36 Microarquitetura MIC: Parte Operativa A microarquitetura é uma solução de compromisso entre as necessidades e o custo do projeto


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