TIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op

Esitys aiheesta: "TIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op"— Esityksen transkriptio:

1 TIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op
CPU

2 Binäärinen: 1 1 1 a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 load Muisti (Memory.hdl) 1 Muisti (Memory) in Datamuisti (RAM) (16K) 16 address out 15 16 2^14 Näyttö - Screen (8K) Keyboard (1) Nouda käsky Suorita käsky

3 Binäärinen: 1 1 1 a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 Datamuistista (RAM) inM outM 16 16 CPU writeM Datamuistiin (RAM) 1 Ohjelmamuistista (ROM) instruction 16 addressM @i M= @sum M= . . 15 pc Ohjelmamuistiin (ROM) reset 15 1 Nouda käsky Suorita käsky

4 Prosessorin toimintalogiikka
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 Prosessorin toimintalogiikka Käsky (instruction[16]) tulkitaan Jos A-käsky, niin Viedään instruction[16] A-rekisteriin Jos C-käsky, niin selvitetään biteistä ALU:lle komento Rekisterien/muistin sisällön vienti ALU:lle ALU:n ulostulon tulkinta ja tallennus (rekisteriin/muistiin) Hyppy ehdon täyttyminen? Asetetaan A-rekisterin arvo PC:n uudeksi arvoksi Jos ei hypätä niin PC = PC+1 Käskyn suorituksen jälkeen noudetaan PC:n osoittama seuraava käsky Nouda käsky Suorita käsky

5 Binäärinen: 1 1 1 a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 instruction[15] instruction[0] (a=0) c1 c2 c3 c4 c5 c6 (a=1) D A M !D !A !M -D -A M D A M+1 D A M-1 D+A D+M D-A D-M A-D M-D D&A D&M D|A D|M d1 d2 d3 Mnemonic Destination (minne tallennetaan) null Operaation tulosta ei tallenneta M Memory[A] (RAM muistipaikka A) D D register MD Memory[A] and D register A A register AM A register and Memory[A] AD A register and D register AMD A register, Memory[A], and D register j1 j j3 (out < 0) (out = 0) (out > 0) Mnemonic Effect null No jump JGT If out > 0 jump JEQ If out = 0 jump JGE If out ≥ 0 jump JLT If out < 0 jump JNE If out ≠ 0 jump JLE If out ≤ 0 jump JMP Jump

6 Binäärinen: 1 1 1 a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 Prosessori (CPU.hdl) C C C C D C decode outM Mux A C ALU C instruction Mux inM writeM C addressM C reset PC pc

7 Binäärinen: 1 1 1 a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3
comp dest jump C-instruction Binäärinen: a c1 c2 c3 c4 c5 c6 d1 d2 d3 j1 j2 j3 Tietokone (Computer.hdl) Ohjelmamuisti (ROM) (32K) outM inM Datamuisti (RAM) (16K) 16 16 writeM CPU instruction 1 addressM 16 15 pc reset 15 1 Näyttö (8K) Näppäimistö (1) 2^15 reset Nouda käsky Suorita käsky