Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 4 - Nguyễn Thanh Sơn (2019)

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 4: Bộ xử lý cung cấp cho người học các kiến thức: Các bước thực hiện lệnh, bộ Multiplexer, bộ phận điều khiển, nguyên lý thiết kế luận lý, phần tử tuần tự, xây dựng lộ trình dữ liệu,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Computer Architecture Computer Science & Engineering Chương Bộ Xử lý BK TP.HCM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dẫn nhập  Các yếu tố xác định hiệu xuất Bộ Xử lý  Số lệnh (Instruction Count)   Số chu kỳ cho lệnh thời gian chu kỳ đ/hồ    Phiên đơn giản Phiên thực (cơ chế đường ống) Nhóm lệnh đơn giản, đặc trưng:    BK Xác định phần cứng CPU Đề cập mơ hình thực MIPS   Xác định “Kiến trúc tập lệnh” ISA Trình biên dịch Truy cập nhớ: lw, sw Số học/luận lý: add, sub, and, or, slt Nhảy, rẽ nhánh (chuyển điều khiển): beq, j TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Các bước thực lệnh    PC Bộ nhớ chứa lệnh, Nạp lệnh Đọc nội dung ghi (Register numbers[rs, rt, rd] register file) Tùy thuộc vào loại lệnh mà  Sử dụng ALU để tính      Phép số học  Kết Xác định địa nhớ (load/store) Xác định địa rẽ nhánh Truy cập liệu nhớ cho lệnh for load/store PC Địa lệnh kế or PC + BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Lược đồ thực (CPU) BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Bộ Multiplexer  Không thể nối dây trực tiếp lại với  Sử dụng multiplexers BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Bộ phận Điều khiển BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Nguyên lý thiết kế luận lý  Biểu diễn thông tin nhị phân     Phần tử tổ hợp    Áp mức thấp = 0, Áp mức cao = Một đường dây cho bit Dữ liệu gồm nhiều bit biểu diễn tuyến nhiều đường dây Thực liệu Kết đầu = hàm(đầu vào) Phần tử trạng tái (mạch tuần tự)  Lưu liệu BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: phần tử tổ hợp BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Phần tử  Thanh ghi: lưu liệu mạch   Sử dụng tín hiệu xung đồng hồ để xác định cập nhật giá trị lưu trữ Kích cạnh: đầu cập nhật xung đồng hồ thay đổi từ lên D Q Clk D Clk Q BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Phần tử (tt.)  Thanh ghi với tín hiệu đ/khiển write   Chỉ cập nhật theo cạnh xung mức điều khiển write mức Sử dụng trường hợp lưu cho chu kỳ sau Clk D Q Write Clk Write D Q BK TP.HCM 4/5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt 10 ... Issue width Out-of-order/ Speculation Cores Power i486 1989 25MHz No 5W Pentium 1993 66MHz No 10W Pentium Pro 1997 200MHz 10 Yes 29W P4 Willamette 2001 2000MHz 22 Yes 75W P4 Prescott 20 04 3600MHz... TP.HCM 4/ 5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Bộ phận Điều khiển BK TP.HCM 4/ 5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính... TP.HCM 4/ 5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: phần tử tổ hợp BK TP.HCM 4/ 5/2019 CuuDuongThanCong.com Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy