Transcript TeZ CPU Sunum

TeZ-32 İşlemcisi
Proje Danışmanı:
Yrd. Doç. Dr. Mustafa GÖK
Proje Yetkilisi:
Arş. Gör. Ali ŞENTÜRK
Ç.Ü. Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
TeZ-32
İşlemci Genel Özellikleri
 İşlemci 32 bit RISC işlemcidir.
 Boru hattı mimarisi kullanılmıştır.
 Boru hattı risklerinin giderilmesi için gerekli olan üniteler
eklenmiştir.
 Boru hattı 5 aşamadan oluşmaktadır.
 İşlemci için bir adet doğrudan haritalanmış (direct
mapped) ön bellek (cache memory) geliştirilmiştir.
 İşlemci ana bellek ile iletişimini el sıkışma protokolü ile
asenkron olarak yapmaktadır.
 Ana bellekten komutlar bir adresin gönderilmesi
ile 8 kelimenin okunması prensibi ile yapılmaktadır.
TeZ-32
Komut Yapısı
TeZ-32
Komutlar
 İşlemci için 4 tip komut tasarlanmıştır.
 R-tipi komutlar: aritmetik ve lojik işlemler için işleme
giren operantların Yazmaç Dosyasından alınması ve
yine sonucun yazmaç dosyasına yazılmasını sağlayan
komutlardır.
 I-tipi komutlar: Aritmetik ve Lojik işlemlerde bir
operandın komutun 16 bitinin kullanıldığı ve sonucun
register file yazıldığı komutlardır.
 J-tipi komutlar: dallanma için kullanılan komutladır.
 S-tipi komutlar: sistem komutlarıdır.
TeZ-32
Boru Hattı Yapısı - Aşamaları
TeZ-32
Getir Aşaması
TeZ-32
Getir
TeZ-32
Yürüt
TeZ-32
Bellek ve Geri Yazma Aşamaları
 Bellek aşamasında ana belleğe LW ve SW komutları ile
ulaşılır, gerekli olan bilginin yazılması veya ana bellekten
alınması sağlanır. Ana belleği işlemcinin dışına aldığımız
için bellek aşamasında gerekli olan sinyaller haricinde bir
ünite bulunmamaktadır.
 Geri yazma aşamasında elden edilen sonucun yazmaç
dosyasına yazılması amaçlanmıştır. Bunun için LW ile
ana bellekten alından bilgi veya ALU sonucu elde edilen
veri Yazmaç Dosyasına yazılır. Dolayısı ile bir adet veri
seçici bulunmaktadır.
TeZ-32
Boru Hattı Hata Riskleri
 Öteleme Ünitesi:
 Arka arkaya gelen komutlardan sonra gelenin herhangi bir
operandı önceki komutun sonucu olabilir. Bu durumda önceki
komutun sonucu yazmaç dosyasına yazılmadan sonucu işleme
girmesi gerekir.
 Bu durumdaki hatanın giderilmesi için Öteleme Ünitesi
eklenmiştir.
 ALU ünitesi 4 adet veri seçici için gerekli olan kontrol sinyallerini
üretir. Böylece 4. aşamadaki veya 5. aşamadaki bilgiler ALU’ya
aktarılır. Veya yazmaç dosyasına veri yazılması ile sonrasında
bulunan boru hattı yazmacına aynı verinin yazılması sağlanılır.
 Kontrol sinyalleri üretilirken boru hattı yazmaçlarının komutun
hedef veya kaynak adreslerini tutan kısımları karşılaştırılır.
TeZ-32
Dallanma Ünitesi
 Dallanma komutu girdiğinde sonrasındaki
komutlar da dallanma olup olmayacağı tam
olarak kararlaştırılmadan boru hattına
girmektedir.
 Dallanma ünitesi dallanmanın kontorlüni yapar
ve ilgili kontrol sinyalleri ile ve eğer dallanma
gerçekleştirilecekse dallanma komutu ardından
giren komutları boru hattı yazmaçlarından
giderilmesini sağlayacak sinyalleri üretir.
TeZ-32
Veri Risk Ünitesi
 LW komutu ile yazmaç dosyasına veri yazılacak
ve aynı yazmaç sonraki komut tarafından
okunacaksa Veri hata riski oluşur.
 Bu durumda Yazmaç Dosyasından sonraki kısım
için NoOp işlemi olması gerekir. Önceki
kısımlardaki yazmaçların wrt enable uçları 0
olmalıdır.
 Gerekli kontrol sinyalleri Veri Risk Ünitesi
tarafından oluşturulur.
TeZ-32
Ön Bellek (Cache Memeory)
TeZ-32
El Sıkışma (Hand Shake) Protokolü ve
Burst Mode Veri Transferi
TeZ-32
Arş. Gör. Ali ŞENTÜRK
Ç.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi
Bilgisayar Mühendisliği
TeZ-32