From: Stefan Date: Wed, 10 Nov 2010 10:15:12 +0000 (+0100) Subject: Block: First version X-Git-Tag: bootrom_v1~159 X-Git-Url: http://wien.tomnetworks.com/gitweb/?p=calu.git;a=commitdiff_plain;h=2c4b25bb70af1903e6133469d13bbc8080214405 Block: First version --- diff --git a/4_block/Deep Thought.vsd b/4_block/Deep Thought.vsd new file mode 100644 index 0000000..7b3aab5 Binary files /dev/null and b/4_block/Deep Thought.vsd differ diff --git a/4_block/Makefile b/4_block/Makefile new file mode 100644 index 0000000..4df2863 --- /dev/null +++ b/4_block/Makefile @@ -0,0 +1,22 @@ +SHELL := bash + +FILES = block.tex blockdesc.tex pipeline.png +FILES += Makefile +TARGET = block.pdf + +PDFGEN = pdflatex --jobname=$(basename $@) $< + +all: $(TARGET) + +$(TARGET): $(FILES) $(ISA_BUILD) + $(PDFGEN) + $(PDFGEN) + $(PDFGEN) + +%.tex: %.ptex gentex.pl + ./gentex.pl $< + +.PHONY: clean + +clan: + rm -fr *.aux *.log *.dvi *.pdf *.toc diff --git a/4_block/block.tex b/4_block/block.tex new file mode 100644 index 0000000..c0007d5 --- /dev/null +++ b/4_block/block.tex @@ -0,0 +1,28 @@ +\documentclass[a4paper,12pt]{scrartcl} +\usepackage{common} +\begin{document} +\allauthors + +\title{Instruction Set Comparison} +\titlehead{Vienna University of Technology \hfill WS~2010} +\subject{Computer Architecture Labor\"ubung} +\date{\today} +\publishers{Gruppe 1} + +\maketitle +\newpage +\tableofcontents +\newpage + +\newcommand{\abbildung}[5]{ + \begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=#4,angle=#5]{#1} + \caption{#2} + \label{#3} + \end{figure} +} + +\input{blockdesc} + +\end{document} diff --git a/4_block/blockdesc.tex b/4_block/blockdesc.tex new file mode 100644 index 0000000..342a95d --- /dev/null +++ b/4_block/blockdesc.tex @@ -0,0 +1,48 @@ +\section{Allgemein} +%\abbildung{pipeline.png}{so schaut unsre Architektur aus}{fig:pipeline}{1.4\textwidth}{90} +\abbildung{pipeline.png}{Schematische Darstellung der Pipeline}{fig:pipeline}{0.95\textheight}{90} %0.95 weil sonst warning! +Die Pipeline gliedert sich in 4 getrennte Stufen. Jene sind Fetch, Decode, Execute und Writeback. +\section{Fetch-Stage} +Die Aufgaben der Fetch-Stage sind relativ simple in +\begin{itemize} + \item Anlegen der Instruktionsadresse an den Instruktions-Speicherbus. Daraufhin erhält die Decode-Stage die gewünschte Instruktion im nächsten Zyklus. + \item Die Instruktionsadresse ist entweder der inkrementierte Programmcounter, Jump-Result oder das Ergebnis der statischen Branchprediction +\end{itemize} +gegliedert. +\section{Decode-Stage} +Die Aufgaben der Decode-Stage fallen schon etwas komplexer aus und sind in +\begin{itemize} + \item Decodieren der dichten Instruktion in eine aufgespaltene Form. + \item Laden der Operanden aus dem Registerfile und übergeben der jeweiligen Adressen. + \item Laden von Immediates in die Operanden. + \item Evaluierung der Branchprediction. Rückführung der statischen Sprungadresse + und NOP insertion falls die ALU/Writeback springt. +\end{itemize} +gegliedert. +\section{Execute-Stage} +Neben den Berechnungen beinhaltet diese Stufe auch die Forward-Unit welche s\"amtlichen +Konflikte behandelt. +\begin{itemize} + \item Ausführung der einzelnen Instruktionen auf die Operanden + \item Signalisieren eines Sprungs (ret vs. jmp). Jumpadresse kommt entweder vom Datenbus oder aus dem ALU-Ergebnis. + \item Signalisieren eines Registerschreibzugriffs, wobei dieses Ergebnis wieder vom Result oder Datenbus kommt. + \item Ansprechen des Datenbusses (RAM, Extension-Module, read, write) und des Statuswortes sowie des Stackpointers. +\end{itemize} + + +Die Forward-Unit muss sämtliche Konflikte behandeln und veraltete Operanden durch die letzten Ergebnisse ersetzen. Sie besteht aus +\begin{itemize} + \item 2-Register um \"Anderungskonflikte an Registern zu l\"osen. + \item Zusammensetzen eines dieser zwei Register mit dem Wert vom Datenbus (load byte etc.). +\end{itemize} + +Die Extensionmodule werden vom Prozessor aus wie der Speicher behandelt. Jedes Modul besitzt einen spezifischen Adressbereich. +Ein eigener Controller mapped die Adressbereiche auf die Extensionmodule und leitet die entsprechenden Daten über ein Register auf das Modul weiter. +Beim Lesezugriff auf einen dieser Speicherbereiche legt das Extensionmodul einen Zyklus sp\"ater seinen Output auf den Datenbus. + + +\section{Writeback-Stage} + +Die Writeback stage übernimmt die Werte aus dem Ergebnisregister der Alu oder aus der Forwardunit(Registerzusammensetzung) und schreibt diese in das Registerfile zurück. +Des weiteren kann die ALU das Jump Result nicht direkt an die Decode stage zurückgeben, da dieses erst im Folgezyklus vorhanden ist (im Falle eines branch-returns). +Somit muss dies auch von der Writeback Stage erledigt werden. \ No newline at end of file diff --git a/4_block/common.sty b/4_block/common.sty new file mode 100644 index 0000000..e156ba4 --- /dev/null +++ b/4_block/common.sty @@ -0,0 +1,72 @@ +\usepackage{graphicx} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{hyperref} +\usepackage{url} +\usepackage{color} +\usepackage[latin1]{inputenc} +\usepackage{listings} +%\usepackage{ngerman} + +\usepackage{longtable} + +%used for coloring of instr. +\usepackage{colortbl} + +\definecolor{title}{rgb}{0.86,0.86,0.86} +\definecolor{bit}{rgb}{0.8,0.86,0.8} +\definecolor{bitval}{rgb}{0.8,0.8,0.8} +\definecolor{names}{rgb}{0.86,0.93,0.86} + +\arrayrulecolor{black} + + +% put footnotes below floats +% this is a good idea if the table for the cmp looks bad on top of page +\usepackage{fnpos} +\makeFNbelow + + +\lstset{% +basicstyle=\footnotesize, +frame=single, +breaklines=true, +tabsize=4 +} + +\newcommand{\insertemail}[1]{\href{mailto:#1}{#1}} + +\newcommand{\longcomment}[1]{} + +\newcommand{\addauthor}[3]{ + #1 {\small (#2)}\\{\small\insertemail{#3}} +} + +\newcommand{\todo}[1]{ + \large\textcolor{red}{TODO: #1} +} + +\lstset{% + basicstyle=\footnotesize, + frame=single, + breaklines=true, + tabsize=4 +} + +\newcommand{\listingS}[2] { + %wtf, no "Assembler" exists?? + %\lstinputlisting[language=Assembler,caption=#1]{#2} + \lstinputlisting[caption=#1]{#2} +} +\newcommand{\listingC}[2] { + \lstinputlisting[language=C,caption=#1]{#2} +} + +\newcommand{\allauthors}{ + \author{ + \addauthor{Markus Hofst\"atter}{0725034}{markus.manrow@gmx.at}\and + \addauthor{Martin Perner}{0725782}{e0725782@student.tuwien.ac.at}\and + \addauthor{Stefan Rebernig}{0726283}{stefan.rebernig@gmail.com}\and + \addauthor{Manfred Schwarz}{0725898}{e0725898@student.tuwien.ac.at}\and + \addauthor{Bernhard Urban}{0725771}{lewurm@gmail.com} + } +} diff --git a/4_block/pipeline.png b/4_block/pipeline.png new file mode 100644 index 0000000..b65b240 Binary files /dev/null and b/4_block/pipeline.png differ