4.1 Introduction to Processor

Faktor Prestasi CPU
- Pengiraan arahan diperlukan untuk program yang diberikan,

• ini ditentukan oleh ISA dan   pengkompil

- CPI dan masa kitaran (Cycle time)

• ini ditentukan oleh perkakasan CPU Pemeriksaan pelaksanaan MIPS

Pemeriksaan pelaksanaan MIPS
 - Versi yang dipermudahkan
 - Versi saluran maklumat yang lebih realistic

Pelaksanaan asas set arahan MIPS
 - Rujukan memori : lw, sw
 - Aritmetik / logic : add, sub, and, or, slt
 - Pemindahan mengawal : beq, j

Gambar rajah di atas menunjukkan gambaran abstrak pelaksanaan subset MIPS menunjukkan unit utama fungsi dan sambungan utama di antara mereka.

1. Semua arahan bermula dengan menggunakan kaunter program untuk membekalkan alamat arahan untuk memori arahan.
2. Selepas arahan dihantar, operan daftar digunakan oleh arahan yang dinyatakan oleh bidang arahan tersebut.
3. Sebaik sahaja operan daftar telah dihantar, mereka boleh dikendalikan untuk mengira alamat memori (untuk 'load' atau 'store'), untuk mengira hasil aritmetik (bagi arahan integer-logik aritmetik), atau membandingkan (ranting).
4. Jika arahan adalah arahan logik-aritmetik, hasil dari ALU mesti bertulis kepada daftar/'register'.
5. Jika operasi adalah 'load' atau 'store', hasil ALU digunakan sebagai alamat sama ada untuk menyimpan nilai dari daftar/'registers' atau memuatkan nilai dari memori ke dalam daftar/'register'.
6. Hasil dari ALU atau memori ditulis kembali ke dalam fail daftar.

7. Ranting memerlukan penggunaan output ALU untuk menentukan alamat arahan seterusnya, yang datang sama ada dari ALU (mana PC dan cawangan yang mengimbangi disimpulkan) atau dari satu penambah bahawa kenaikan PC semasa dengan 4.
8. Garis tebal bersambung dengan unit fungsian mewakili bas, yang terdiri daripada pelbagai isyarat.

Pemultipleks ( Multiplexer)

Dalam amalan, talian data tidak boleh berwayar bersama- sama sesuka hati. Kita perlu menambah satu elemen logik yang pilih daripada pelbagai sumber dan mengemudi salah satu sumber kepada destinasinya. Pilihan ini dilakukan dengan satu alat bernama ‘multiplexor’ atau alat pemilih data.

Control

 

• Gambar rajah di atas menunjukkan pelaksanaan asas subset MIPS termasuk ‘multiplexors’ dan ‘control lines’

•  Multiplexor (Mux) yang berada di atas mengawalkan nilai yang mengganti PC, multiplexor dikawalkan oleh pintu ‘ANDs’ yang menyatukan kosong output ALU dan satu isyarat kawalan akan menunjukkan bahawa arahan itu adalah ranting.

• Multiplexor yang berada di tengah memulangkan output kepada file daftar. Multiplexor ini biasanya mengemudi output ALU ataupun output data memori yang digunakan untuk menulis ke dalam file daftar.

• Multiplexor yang berada di bawah sekali biasanya adalah menentukan tempat asal ALU input yang kedua.
•  Control lines adalah terus terang dan akan menentukan operasi yang dilaksanakan di ALU dan menentukan cara pelaksanaan data memori dan perlukan ‘registers’ melaksanakan operasi.

• Control lines adalah ditunjukkan dalam warna biru.