234262 שאלת חזרה בקר ומסלול נתונים 234262 – © Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT

234262

שאלת חזרה

בקר ומסלול נתונים

234262 © – Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT

– בקר ומסלול-נתונים9שאלה נתונה המערכת הבאה של בקר ומסלול נתונים.

ADDER. ה-n הם ברוחב DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2מחבר מודולו

COMPARE על 1 הוא רכיב צירופי המשדר EQ אםם שני הקלטים שלו שווים.

. B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי ?END כאשר המערכת תגיע למצב Aמה יהיה ערכו של

ADDER

LDBB

EQ

LDA A

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

A+B

S1

S2

S4

S5

S3

COMPARE

234262 © – Dima Elenbogen 200908:11 PM

ADDER

LDB

BLDA

A

A+B

EQ

COMPARE

אות הסטטו

ס

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQ

S1

S2

S5

S3

S4


EQ

ADDER

LDB

BLDA

A

A+B

EQ

COMPARE

אות הסטטו

ס

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

S1

S2

S5

S3

S4

EQ תלוי בערכי A-ו B של

המחזור הקודם

EQ תלוי בערכי A-ו B של

המחזור הקודם


ADDER

LDBB

EQ

LDA A

A+B

הם DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2 מחבר מודולו ADDER. ה-nברוחב

COMPARE על 1 הוא רכיב צירופי המשדר EQ.אםם שני הקלטים שלו שווים

. B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי כאשר המערכת תגיע Aמה יהיה ערכו של

?ENDלמצב

COMPARE

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQ

EQ

S1

S2

S5

S3

S4

EQ = (Aprev == Bprev) EQ = (Aprev == Bprev)

Aprev = __ Bprev =__


NS EQ A+B B A LDB LDACS Cycle

S2 0 3 2 1 0 0 S1 1S4 0 3 2 1 1 1 S2 2S5 1 6 3 3 1 0 S4 3

0 9 6 3 0 0 S5 4

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

S1

S2

S4

S5

S3

ADDER

LDBB

EQ

LDA A

A+B

הם DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2 מחבר מודולו ADDER. ה-nברוחב COMP על 1 הוא רכיב צירופי המשדר

EQ.אםם שני הקלטים שלו שווים . B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי

כאשר המערכת Aמה יהיה ערכו של ?ENDתגיע למצב

COMPARE


234262

Tutorial #6

Controller + DataPath

part II


GCD (Euclid's algorithm)


Euclid Al- Khwārizmī

Ευκλείδης από την ΑλεξάνδρειαBorn: c. 325 BCBirthplace: Alexandria, EgyptDied: c. 265 BCLocation of death: Alexandria, EgyptNationality: Ancient Greek

Muhammad ibn Mūsā al-KhwārizmīBorn: c. 787 ACBirthplace: Khwārizm, PersiaDied: c. 850 ACLocation of death: Baghdad, Arab. CaliphateNationality: Persian

234262 © – Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT

http://www.nndb.com/geo/944/000069737/


http://en.wikipedia.org/wiki/Khwarezm



ALU

a is given at the first cycle and that b is given at the following cycle

ALUOpCC

A B


Other hardware


DP construction

Variables…

Operations…


Switch implementation


1 0 1 0

A B

ALUOpCC

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

Implementation – just as in tutorial 4…234262 © – Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT

1 0 1 0

A B

ALUOpCC

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

GCD – slower ALU – ההשהייה של יחידה צירופית גדולה ממחזור השעון3אופן פעולה


Tcycle < Tpd(ALU) < 2·Tcycleנניח:

1 0 1 0

A B

ALUOpCC

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

GCD – slower ALU234262 © – Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT

Tcycle < Tpd(ALU) < 2·Tcycle

GCD – slower ALU234262 © – Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT


GCD – slower ALU

?




GCD – slower ALU

GCD – slower ALU


1 0 1 0

A B

ALUOpCC

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

GCD – slower ALU - זיהום אות הסטטוסIבעיה

CC


1 0 1 0

A B

ALUOp

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

יהיו תקפים )לוגים( רק אחרי שני מחזורי ALUמוצאי ה- שעון, לכן כעבור מחזור שעון אחד מתחילת החישוב,

(, יהיו מזוהמים.CCמוצאי הרכיב, ובפרט אות הסטטוס )

הבעיה: הבקר ידגום ערך מזוהם.

GCD – slower ALU(1 - זיהום אות הסטטוס – פתרון )Iבעיה


, בתנאים הפתרון מבוסס על רכיב הנקרא מחסום, שמטרתו לחסוםמסוימים, מעבר של זיהום לתוך הבקר.

לרכיב שתי כניסות ויציאה אחת כדלקמן:.OUT ל – IN, הרכיב מעביר את ENABLE=1כאשר , למשל את OUT, הרכיב משדר ערך לוגי קבוע על ENABLE=0כאשר .0הערך

OUTIN

ENABLE


Clean CC

ReadCC


1 0 1 0

A B

ALUOp

In

SelB

LdB

SelA

LdA

Out

CC


ReadCC

1 0 1 0

A B

ALUOp

In

SelB

LdB

CC

SelA

LdA

Out



GCD – slower ALU – שימור אות ההוראהIIבעיה


, שמורה לו איזו פעולה לבצע, כזכור כל אותות ALUop מקבל אות בקרה, ALUרכיב ה – יחידות זמן, במקרה דנן אות ה -)Tpd)ALUהכניסה של הרכיב חייבות להיות תקפות למשך

ALUop.חייב להיות יציב לאורך שני מחזורי שעון, ובפרט בתפר שבין המחזורים

Reg

( היא תופעה שמעבר בקלטים גורם לעודף מעברים בפלט. Hazardספחת )ספחת סטטית נספחת לפלט האמור להיות יציב.

אות השעון נחשב כקלט.הערה:

– הוא חסר ספחות סטטיות, אלא אם נאמר אחרת.FF בקרוס שלנו נניח ש

של ש FFבהקשר אומרים אנחנו אזי בקטע FF, אם -הוא חסר ספחות סטטיות A אות המוצא נשאר תקף באם הערך החדש שנדגם זהה לערך הקודם.

עבור קורה דומה – FFדבר ה כניסת כאשר מותנה ENABLE היא שלו הרכיב 0 פלט ,..Aנשאר תקף בקטע

ALUop

אות הסטטו

ס


GCD – slower ALU – שימור אות ההוראה - פתרוןIIבעיה

000

001010

100101


למסלול שנכנס הבקרה שאות לב נשים ספחות חסר מרגיסטר ישירות יוצא הנתונים

סטטיות.

מכיוון קידוד מתאים, בקפידה לבחור יש כן על לוגיקה דרך עוברים לא הבקרה שאותות

צירופית.

DP mealy (regular ALU)


Controller Mealy


Controller Mealy


?

Documents

234262 שאלת חזרה בקר ומסלול נתונים 234262 – © Yohai Devir 2007 © Dima Elenbogen 2009 Technion - IIT