Xây dựng bộ xử lý MIPS pipeline

Xây dựng bộ xử lý MIPS pipeline

Bài tập lớn Kiến trúc máy tính Giáo viên hướng dẫn: Th.S Tạ Thị Kim Huệ Đề tài: Xây dựng bộ xử lý MIPS pipeline STT Họ và tên MSSV Lớp 1 Trần Văn Thuấn 20102265 ĐTVT09 2 Đỗ Hoàng Tùng Anh 20101074 ĐTVT10 3 Phạm Thế Huy 20101625 ĐTVT10 4 Khúc Văn Tuyền 20102455 ĐTVT10 Nội dung  1. Mô tả đề tài o 1.1 Mục đích o 1.2 Yêu cầu đặt ra  2. Thực hiện bài tập lớn o 2.1 Cơ sở lý thuyết o 2.2 Thiết kế MIPS pipeline  3. Kết luận Nội dung  1. Mô tả đề tài o 1.1 Mục đích o 1.2 Yêu cầu đặt ra  2. Thực hiện bài tập lớn o 2.1 Cơ sở lý thuyết o 2.2 Thiết kế MIPS pipeline  3. Kết luận 1.1 Mục đích  Hiểu được cấu trúc, thiết kế một bộ xử lý  So sánh với bộ xử lý đơn xung nhịp và đa xung nhịp  Tìm hiểu và xử lý xung đột khi thiết kế MIPS pipeline  Tăng khả năng lập trình hợp ngữ MIPS  Phát triển kỹ năng làm việc nhóm 1.2 Yêu cầu đặt ra  Thiết kế bộ xử lý MIPS pipeline  Thực hiện các lệnh cơ bản  Tính số Clock, CPI, Tc Nội dung  1. Mô tả đề tài o 1.1 Mục đích o 1.2 Yêu cầu đặt ra  2. Thực hiện bài tập lớn o 2.1 Cơ sở lý thuyết o 2.2 Thiết kế MIPS pipeline  3. Kết luận 2.1 Cơ sở lý thuyết  2.1.1 Kiến trúc MIPS  2.1.2 MIPS pipeline 2.1.1 Kiến trúc MIPS  Giới thiệu về MIPS  Tập thanh ghi  Chế độ định địa chỉ  Các kiểu lệnh  Bộ nhớ 2.1.2 MIPS pipeline a. Kỹ thuật đường ống b. Hiệu năng đường ống hóa c. Các thanh ghi pipeline d. Đường dữ liệu MIPS pipeline e. Điều khiển pipeline f. Xung đột pipeline a. Kỹ thuật đường ống [...]... branch được cho ở dưới .Bộ xử lý phải thực hiện yêu cầu branch trong giai đoạn ID.Nếu 1 trong 2 toán hạng nguồn của branch phụ thuộc câu lệnh ALU trong giai đoạn EX hoặc lệnh lw trong giai đoạn MEM,thì bộ xử lý phải stall cho đến khi toán hạng nguồn sẵn sàng Bây giờ bộ xử lý có thể stall bởi vì 1 trong 2 xung đột load hoặc branch Sơ đồ thiết kế sử dụng Hazard Unit 2.2 Thiết kế MIPS pipeline 2.2 Thực hiện... forwarding Giải quyết xung đột dữ liệu (Data Hazard) xử lý bằng stall Xảy ra khi không thể chuyển tiếp dữ liệu từ giai đoạn EX lệnh lw Sử dụng stall và chuyển tiếp dữ liệu từ WB hoặc MEM Giải quyết xung đột dữ liệu (Data Hazard) xử lý bằng stall Giải quyết xung đột dữ liệu (Data Hazard) xử lý bằng stall Giải quyết xung đột dữ liệu (Data Hazard) xử lý bằng stall Giải quyết xung đột điều khiển(Control... C(số chu kỳ)=I*CPI  Nạp và thực hiện nhiều lệnh cùng 1 lúc  Trong điều kiện lý tưởng với số lượng lệnh lớn,đường ống giúp tăng tốc độ bằng số giai đoạn đường ống.Đường ống 5 giai đoạn sẽ nhanh hơn 5 lần vì Tc tăng gấp 5 c Các thanh ghi pipeline d Đường dữ liệu MIPS pipeline e Điều khiển pipeline f Xung đột pipeline f Xung đột pipeline - Xung đột cấu trúc - Xung đột dữ liệu - Xung đột điều khiển Giải... Hazard Unit 2.2 Thiết kế MIPS pipeline 2.2 Thực hiện bài tập lớn Nội dung  1 Mô tả đề tài o o  1.1 Mục đích 1.2 Yêu cầu đặt ra 2 Thực hiện bài tập lớn o o  2.1 Cơ sở lý thuyết 2.2 Thiết kế MIPS pipeline 3 Kết luận 3 Kết luận  MIPS pipeline có hiệu năng cao hơn so với đơn xung nhịp và đa xung nhịp Thanks you! . MIPS pipeline  3. Kết luận 1.1 Mục đích  Hiểu được cấu trúc, thiết kế một bộ xử lý  So sánh với bộ xử lý đơn xung nhịp và đa xung nhịp  Tìm hiểu và xử lý xung đột khi thiết kế MIPS pipeline. lớn o 2.1 Cơ sở lý thuyết o 2.2 Thiết kế MIPS pipeline  3. Kết luận 2.1 Cơ sở lý thuyết  2.1.1 Kiến trúc MIPS  2.1.2 MIPS pipeline 2.1.1 Kiến trúc MIPS  Giới thiệu về MIPS  Tập thanh. lệnh  Bộ nhớ 2.1.2 MIPS pipeline a. Kỹ thuật đường ống b. Hiệu năng đường ống hóa c. Các thanh ghi pipeline d. Đường dữ liệu MIPS pipeline e. Điều khiển pipeline f. Xung đột pipeline