EC-2721 Arquitectura del Computador I Universidad Simón Bolívar Departamento de Electrónica y Circuitos Prof. Juan. C. Regidor Microarquitectura de la Mic-1 Organización de Computadoras: Un enfoque estructurado, Andrew Tanenbaum, Pearson Education. Capítulo 4 Modelo multi-niveles Máquina virtual Mn, con lenguaje de máquina Ln Máquina virtual M2, con lenguaje de máquina L2 Máquina virtual M1, con lenguaje de máquina L1 Máquina virtual M0, con lenguaje de máquina L0 Nivel n Nivel 2 Nivel 1 Nivel 0 Los programas en L0 pueden ser ejecutados directamente por los circuitos electrónicos Los programas en L1 pueden ser interpretados por un interpretador que corre sobre M0 o traducidos a L0 Los programas en L2 son interpretados por interpretadores que corren sobre M1 o M0, o son traducidos a L1 o L0 Los programas en Ln son interpretados por un interpretador que corre sobre una máquina inferior o traducidos al lenguaje de máquina de una maq. inferior Modelo multi-niveles Una computadora de seis niveles Lenguaje orientado a problemas Lenguaje ensamblador Sistema Operativo Arquitectura del Conjunto de Instrucciones Microarquitectura Lógica digital Nivel 5 Nivel 4 Nivel 3 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 0 Traducción (compilador) Traducción (ensamblador) Interpretación parcial (sistema operativo) Interpretación (microprograma) o ejecución directa Hardware Arquitectura de von Neumann
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Los programas en Ln son Microarquitectura de la Mic-1prof.usb.ve/jregidor/cursos/ec2721/pdfs/1_EC2721_MIC1_MICROARQU… · Andrew Tanenbaum, Pearson Education. Capítulo 4 Modelo
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EC-2721
Arquitectura del Computador I!
Universidad Simón BolívarDepartamento de Electrónica y Circuitos
Prof. Juan. C. Regidor
Microarquitectura de la Mic-1
Organización de Computadoras: Un enfoque estructurado,
Andrew Tanenbaum, Pearson Education. Capítulo 4
Modelo multi-niveles
Máquina virtual Mn, con
lenguaje de máquina Ln
Máquina virtual M2, con
lenguaje de máquina L2
Máquina virtual M1, con
lenguaje de máquina L1
Máquina virtual M0, con
lenguaje de máquina L0
Nivel n
Nivel 2
Nivel 1
Nivel 0Los programas en L0 pueden
ser ejecutados directamente
por los circuitos electrónicos
Los programas en L1 pueden
ser interpretados por un
interpretador que corre sobre
M0 o traducidos a L0
Los programas en L2 son
interpretados por interpretadores
que corren sobre M1 o M0, o
son traducidos a L1 o L0
Los programas en Ln son
interpretados por un
interpretador que corre sobre
una máquina inferior o
traducidos al lenguaje de
máquina de una maq. inferior
Modelo multi-niveles
Una computadora de seis niveles
Lenguaje orientado a
problemas
Lenguaje ensamblador
Sistema Operativo
Arquitectura del Conjunto de
Instrucciones
Microarquitectura
Lógica digital
Nivel 5
Nivel 4
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1
Nivel 0
Traducción (compilador)
Traducción (ensamblador)
Interpretación parcial (sistema operativo)
Interpretación (microprograma) o ejecución directa
Hardware
Arquitectura de von Neumann
Computadora con un bus
Combinaciones útiles de las señales de control de la ULA y función desempeñada.
El camino de datos
de ejemplo: Mic-1
Unidad Lógica-Aritmética
ULA de un bit, extendida a 32 bits se usa en la máquina MIC-1
Unidad Lógica-Aritmética
Extensión a ocho bits de la ULA de ejemplo. Para simplificar el dibujo no se muestran algunas de la señales de control.
Unidad Lógica-Aritmética
Combinaciones útiles de las señales de control de la ULA y función desempeñada.
Temporización del camino de datos
Diagrama temporal de un ciclo de camino de datos
Ciclo 1
empieza
aquí
Salida del
desplazador
estable
Registros cargados
desde el bus C y la
memoria con el frente
de subida del reloj
Nuevo MPC usado para
cargar el MIR con la
siguiente microinstrucción
MPC
disponible
aquí
Propagación desde
el desplazador a los
registros
ULA y
despla-
zador
Reloj, ciclo 1 Reloj, ciclo 2
Establecer
señales para
manejo del
camino de
datos Manejo
de los
buses
H y B
Control
Micro-
programado:
Diagrama de bloques
completo para la
microarquitectura de
ejemplo, Mic-1
Microinstrucciones
Formato de microinstrucción para el Mic-1.
Control Microprogramado:
LOGICA DEL BIT ALTO
F = (JAMZ AND Z) OR (JAMN AND N) OR NEXT_ADDRESS[8]
Microinstrucciones: Notación
• Operaciones permitidas
• Todas las operaciones listadas pueden ser extendidas añadiendo ‘‘<< 8’’ o “>>1”.
• Por ejemplo:
• H = MBR OR H << 8
Control Microprogramado:
Formato de microinstrucción para saltos
Una microinstrucción con JAMZ en 1 tiene dos posibles sucesoras.
Microinstrucciones: Notación (2)
Control Microprogramado: Lógica de saltos
Saltar si el valor condicional es cero:
Z = TOS; if (Z) goto 0x100 OR NEXT_ADDRESS[0:7] else goto NEXT_ADDRESS[0:7]
Microinstrucciones: Notación (3)
Control Microprogramado: Lógica de saltos
Saltar si el valor condicional es negativo:
N = H; if (N) goto 0x100 OR NEXT_ADDRESS[0:7] else goto NEXT_ADDRESS[0:7]
Organización de Memoria (1)
Diagrama Lógico para una memoria 4 x 3
Está compuesta por 4 filas de 3-bits.
Operación de Memoria
Correspondencia de los bits de MAR con el bus de direcciones.