MPSU/APS
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/MPSU/APS.git synced 2025-09-15 17:20:10 +00:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

fix lectures typos (#138)

Browse Source 
* Update 06. RISC-V architecture.md

* Update 02. Instruments.md

* Update 03. Digital arithmetics.md

* Update 04. Operations units.md

* Update 05. Sequencial logic.md

* Update 07. RISC-V programming.md

* Update 08. Singlecycle processor.md

* Update 09. Multicycle processor.md

* Update 10. Pipeline processor.md

* Update 11. Pipeline hazards.md

* Update Lectures/02. Instruments.md

* Update Lectures/04. Operations units.md

---------

Co-authored-by: Andrei Solodovnikov <VoultBoy@yandex.ru>
This commit is contained in:
A-re-s
2025-06-22 22:59:23 +03:00
committed by GitHub
parent f6a173aee5
commit 3feb6a8df0
9 changed files with 30 additions and 24 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

6
Lectures/09. Multicycle processor.md
View File

@@ -1,11 +1,11 @@
# Лекция 9. Многотактный процессор RISC-V
Основными минусами однотактного процессора является: неэффективность использования аппаратуры и долгий тактовый импульс, ориентированный на выполнение самой длинной (долгой) инструкции.
Основными минусами однотактного процессора являются: неэффективность использования аппаратуры и долгий тактовый импульс, ориентированный на выполнение самой длинной (долгой) инструкции.
Многотактная микроархитектура предполагает использование буферных (неархитектурных, то есть недоступных программисту) регистров, с целью уменьшения критического пути и поднятия таковой
частоты. При этом каждая инструкцию будет выполняться несколько более коротких тактов, используя разное количество тактов для реализации разных инструкций.
Благодаря выполнению инструкции за несколько тактов, в этой микроархитектуре получилось реализовать принстонскую архитектуру (она же фоннеймановская, то есть данные и программы хранятся в одной памяти) и уменьшить количество сумматоров, за счет выполнения всех вычислительных операций на одном АЛУ. Еще одним из основных отличий от однотактной реализации является устройство управления (Control Unit), которой, в отличии от основного дешифратора (Main Decoder) однотактного процессора, является последовательностным устройством, а не комбинационным. Это значит, что в устройстве управления есть элементы памяти, и он ведет себя как автомат состояний (конечный автомат). Control Unit, в зависимости от выполняемой инструкции формирует *последовательность* управляющих сигналов, обеспечивающих движение данных по тракту данных от секции к секции, такт за тактом, пока инструкция не будет выполнена.
Благодаря выполнению инструкции за несколько тактов, в этой микроархитектуре получилось реализовать принстонскую архитектуру (она же фоннеймановская, то есть данные и программы хранятся в одной памяти) и уменьшить количество сумматоров, за счет выполнения всех вычислительных операций на одном АЛУ. Еще одним из основных отличий от однотактной реализации является устройство управления (Control Unit), которое, в отличии от основного дешифратора (Main Decoder) однотактного процессора, является последовательностным устройством, а не комбинационным. Это значит, что в устройстве управления есть элементы памяти, и он ведет себя как автомат состояний (конечный автомат). Control Unit, в зависимости от выполняемой инструкции формирует *последовательность* управляющих сигналов, обеспечивающих движение данных по тракту данных от секции к секции, такт за тактом, пока инструкция не будет выполнена.
![../.pic/Lectures/09.%20Multicycle%20processor/fig_01.png](../.pic/Lectures/09.%20Multicycle%20processor/fig_01.png)
@@ -31,7 +31,7 @@
Такой подход позволяет значительно уменьшить управляющую память, за счет чего она получится быстрее. Однако, микроинструкции ветвления, при таком подходе, требуют дополнительного такта на обработку (когда признак равен 1 нет операционной части).
Когда управляющая память хранит значения всех сигналов процессора в естественной форме, это называется *горизонтальным микропрограммированием*. Это значит, что, если устройство управления должно формировать, например, 50 управляющих сигналов для всех блоков процессора, то каждая микроинструкция будет включать в себя операционную часть длинной в 50 бит, то есть отдельный бит для каждого управляющего сигнала.
Когда управляющая память хранит значения всех сигналов процессора в естественной форме, это называется *горизонтальным микропрограммированием*. Это значит, что, если устройство управления должно формировать, например, 50 управляющих сигналов для всех блоков процессора, то каждая микроинструкция будет включать в себя операционную часть длиной в 50 бит, то есть отдельный бит для каждого управляющего сигнала.
Горизонтальное микропрограммирование не требует наличие дешифратора на выходе УМУ, однако, для хранения всех значений сигнала потребуется относительно большая память, что повлияет на скорость ее работы. Альтернативой является *вертикальное микропрограммирование*, в котором каждой длинной последовательности сигналов (например, 50 в нашем примере) ставится в соответствие более короткая последовательность (например, из 10 бит). В таком случае на выходе УМУ требуется расположить дешифратор, который будет преобразовывать короткий код в длинный.