parte operativa x controle aula 12 - seja...

Prof. Jadir Eduardo Souza LucasUniversidade Federal do Espírito Santo

Departamento de Informática

Parte Operativa x ControleAula 12



Microarquitetura

◼ Parte Operativa (ou Caminho de Dados)

◼ Constituída de todos os componentes responsáveis pela execução das operações elementares sobre os dados (transformações nos dados)

◼ Parte de Controle

◼ Constituída de circuitos sequenciais e/ou memória de programa que gera o controle ciclo-a-ciclo da parte operativa



MIC

◼ MIC é uma microarquitetura didática usado por Tannenbaum

◼ É uma máquina multicíclo

◼ Constituído de:

◼ Pequeno conjunto de instruções

◼ Um banco de registradores

◼ Uma ULA

◼ Três barramentos internos



Parte de Controle

Parte Operativa

Parte de Controle



Parte de Controle

Parte Operativa

MIRRegistrador de

Controle



Parte de Controle

Parte Operativa

MIRRegistrador de

ControleMicro MEM

Memória de Controle



Parte de Controle

Parte Operativa

MIRRegistrador de

Controle

Micro MEM


Sequenciador



Parte de Controle

Parte Operativa

MIRRegistrador de

Controle

Micro MEM


Sequenciador

Registrador MPC

Lógica de Cálculo do MPC



Parte Operativa

◼ Uma microarquitetura executa instruções que são armazenadas na memória

◼ Recupera e armazena dados em memória

◼ LEITURA E ESCRITA NA MEMÓRIA

◼ Necessita de registradores de endereço e dados

◼ Necessidade de barramentos de endereços e dados



Parte Operativa

MAR MBR

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Instruções de programas são executados segundo uma ordem precisa

◼ Uma microarquitetura necessita saber, qual a próxima instrução a ser executada

◼ APONTADOR DE PROGRAMA

◼ Necessidade de um registrador apontador de programa (PC)

◼ Necessidade de realização de operações sobre o conteúdo do PC, para atualização a cada instrução executada



Parte Operativa

1

MAR MBR

PC

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ A Instrução lida da memória é armazenada para decodificação e uso futuro.

◼ REGISTRADOR DE INSTRUÇÕES

◼ Necessidade armazenamento dos dados vindos da memória

◼ Necessidade de um registrador de instrução



Parte Operativa

1

MAR MBR

PC IR TIR

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ O processo de escrita de dados na memória também utiliza os registradores e barramentos de dados e endereços

◼ CAMINHO PARA A SAÍDA DE DADOS

◼ Necessidade de recursos específicos para saída de dados



Parte Operativa

1

MAR MBR

PC IR TIR

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Para realização de instruções aritméticas a existência de registrado internos aceleram a busca de dados

◼ REGISTRADORES DE USO GERAL

◼ Necessidade de uma banco de registradores de propósito geral

◼ Necessidade de uma ULA com um conjunto de operadores adequado



Parte Operativa

FEDCBA1

MAR MBR

PC IR TIR

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Instruções podem usar um, dois ou três endereços

◼ A = NOT A

◼ A = A + B

◼ A = B + C

◼ O uso de mais endereços requer mais bits no formato da instrução

◼ REGISTRADOR ACUMULADOR

◼ Necessidade do uso de um registrador



Parte Operativa

FEDCBA1

MAR MBR

PC AC IR TIR

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ A Capacidade de empilhar e desempilhar dados em uma região reservada da memória é um recurso importante em muitas arquitetura

◼ APONTADOR DE PILHA

◼ Necessidade de um registrador apontador de pilha (PS)



Parte Operativa

FEDCBA1

MAR MBR

PC AC SP IR TIR

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Formatos de Instrução

4 bits 12 bits12 bits

Formato 1 OpCode

8 bits8 bits 8 bits

Formato 2 OpCodeOpCode

16 bits16 bits16 bits

Formato 3 OpCodeOpCodeOpCode



Parte Operativa

◼ MASCARAS DE BIT

AMASK = 0x0FFF

◼ Recupera endereço em instruções no formato 1

BMASK = 0X00FF

◼ Recupera endereço em instruções no formato 2



Parte Operativa

FEDCBA1

MAR MBR

PC AC SP IR TIR

AM

ASK

BMA

SK

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Algoritmos de multiplicação e divisão usam deslocamentos

◼ Deslocamentos podem ser usados em decodificação e outras operações importantes

◼ DESLOCADOR

◼ Necessidade de um deslocador

◼ Deslocamento pode ser feito na ULA, mas pode ser interessante tê-lo fora dela



Parte Operativa

FEDCBA-110

MAR MBR

PC AC SP IR TIR

AM

ASK

BMA

SK

ALU

Endereços Dados



Parte Operativa

◼ Instruções de programas são executados segundo uma ordem precisa

◼ Uma microarquitetura necessita saber, qual a próxima instrução a ser executada

◼ APONTADOR DE PROGRAMA

◼ Necessidade de um registrador apontador de programa (PC)

◼ Necessidade de realização de operações sobre o conteúdo do PC, para atualização a cada instrução executada



Parte Operativa

FEDCBA-110

MAR MBR

PC AC SP IR TIR

AM

ASK

BMA

SK

ALU

Z N

WR RD Endereços Dados

F SAMUX

MBR

MAR

WR RDA B

C11

2 2

4

4



Parte Operativa

◼ Interface PO/C

◼ AMUX: Controla a entrada do multiplexador

◼ ALU: Define a operação da ULA

◼ SH: Define se há deslocamento e a direção

◼ MBR: Habilita escrita no MBR a partir do deslocador

◼ MAR: Habilita escrita no MAR a partir do latch B

◼ RD: Requisita leitura da memória

◼ WR: Requisita escrita na memória

◼ ENC: Controla armazenamento nos registradores

parte operativa x controle aula 12 - seja...

Documents