Arquitetura e organização de computadores

Apresentação em tema: "Arquitetura e organização de computadores"— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura e organização de computadores
Aula 19 Microarquitetura

2 Microarquitetura 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

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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

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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

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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)

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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

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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

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31 Microarquitetura – AMUX: Controla a entrada do multiplexador
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

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33 Microarquitetura MIC: Parte Operativa

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A microarquitetura é uma solução de compromisso entre as necessidades e o custo do projeto