Multiciclo

CPU Multiciclo Cecilia Hernández

Desventajas de implementación uniciclo ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Una alternativa a uniciclo ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Implementación multiciclo ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Búsqueda de instrucción ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Decodificación de instrucciones y lectura de registros fuentes ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejecución en ALU ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Acceso a memoria o escritura a registro ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Término de Load ,[object Object],[object Object]

Recursos ,[object Object],[object Object],[object Object]

Multiciclo MIPS ,[object Object],[object Object]

Control para multiciclo ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Cuáles son las señales de control necesarias ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Señales de control en multiciclo en MIPS

Control completo multiciclo en MIPS

Búsqueda de instrucción ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Búsqueda de instrucción (Incremento de PC) ,[object Object],[object Object],[object Object]

Decodificación de instrucciones y búsqueda de operandos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Concepto de estado ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Los dos primeros estados ,[object Object],[object Object],[object Object]

Notación Búsqueda de instrucción (estado 0) Memread ALUSrcA = 0 IorD = 0 Irwrite ALUsrcB = 01 ALU = suma Pcwrite Pcsource = 00 ALUSrcA = 0 ALUsrcB = 11 ALU = suma Transición siempre ocurre Decodificación de instrucción y Lectura de operandos (estado 1)

Qué viene después de (estado 1)? ,[object Object],Estado 0 Estado 1 Comenzar Opcode “Mem op.” Opcode “R-R.” Opcode “branch.” Opcode “jump.” Estado 2 Opcode = etc

Cálculo de dirección de memoria ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Cálculo de dirección de memoria ALUSrcA =1 ALUSrcB = 10 ALU = Suma Estado 2 Estado 5 Estado 3 Opcode “load ” Opcode “store ”

Estado 5, store ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Implementación multiciclo ,[object Object],[object Object],[object Object]

Implementación cableada ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Interpretación de macroinstrucciones Memoria Principal Unidad de Ejecución Memoria Control CPU ADD SUB AND DATA . . . Programa y datos De usuario AND microsecuencia e.d., Fetch Calc Dir. Operando Fetch Operando(s) Cálculo Salva salida(s) Una de estas es Mapeada con una Sección de estas

Diagrama implementación multiciclo ,[object Object]

Qué es lo real? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Algunas comparaciones ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Desempeño de procesador multiciclo CPI promedio = 3.8 CPI uniciclo = 1, pero período de reloj es aprox. 5 veces más lento  Desempeño multiciclo es aprox. 5/3.8 = ¡1.32 veces mejor que uniciclo! Además, procesador multiciclo puede reusar algunas unidades funcionales, por ejemplo memoria datos/programa, ALU/nextPC 2 3 4 5 4 CPI por tipo 10% 20% 10% 20% 40% Frecuencia 0.6 Branch 0.2 Jump 1.6 ALU 0.4 Store 1 Load CPI * freq. Tipo de instrucción

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