Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 6 - Trần Sơn Hải

Chia sẻ: ảnh ảo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của bài giảng "Kiến trúc máy tính - Chương 6: Vi tác vụ" trình bày các kiến thức giúp sinh viên hiểu được ý nghĩa của “ngôn ngữ” vi tác vụ, hiểu cấu trúc của ALU (mạch số học và mạch luận lý, mạch dịch tổ hợp). Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên chuyên ngành Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 6 - Trần Sơn Hải

Chương 6 – Vi tác vụ 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 1
Mục tiêu • Hiểu ý nghĩa của “ngôn ngữ” vi tác vụ • Hiểu cấu trúc của ALU (mạch số học + mạch luận lý + mạch dịch tổ hợp) 11/12/08 2
6.1. Vi tác vụ thanh ghi Vi tác v
là các tác vụ hay công việc xử lý dữ liệu thực hiện trên các thanh ghi Có 4 loại vi tác vụ chính: 1. Vi tác vụ ghi chuyển thông tin nhị phân 2. Vi tác vụ số học 3. Vi tác vụ luận lý 4. Vi tác vụ dịch 11/12/08 3
Vi tác vụ thanh ghi • Tên thanh ghi: chữ hoa (có thể có kèm số) PC, MAR, R1, R2, … • Chuyển nội dung thanh ghi R1 sang thanh ghi R2 (R1 không ñổi): R2 ← R1 • Chuyển nội dung thanh ghi R1 sang thanh ghi R2 (R1 không ñổi) dùng hàm ñiều khiển (khi hàm có giá trị 1): P: R2 ← R1hoặc If (P=1) then (R2 ← R1) S0S1: R2 ← R1 11/12/08 4
Vi tác vụ thanh ghi Mạch Clock P ñiều Load R2 khiển n R1 S0 Mạch Clock ñiều Load R2 khiển S1 n R1 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 5
Vi tác vụ thanh ghi Ký hiệu Diễn giải Ví dụ Chữ hoa Tên thanh ghi PC,MAR,R1,… (hoặc số theo sau) R2(0-7): (bit từ 0 ñến 7 của thanh ghi R2) Dấu ngoặc Một phần thanh ghi sau tên thanh ghi R2(L): các bit thấp của thanh ghi R2 Mũi tên Truyền dữ liệu R2← R1 Tác vụ xảy ra ñồng thời R2← R1, R1← R2 Dấu phẩy (trong cùng một chuyển tiếp ñồng hồ) 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 6
6.1.1. Truyền dữ liệu qua bus S0 S1 4x1 4x1 4x1 4x1 MUX MUX MUX MUX 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 D 3 2 1 0 3 2 1 0 B 3 2 1 0 A 3 2 1 0 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 7
Truyền dữ liệu qua bus 3 trạng thái 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 S0 2x4 S1 Decoder 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 8 E
Truyền qua bộ nhớ • DR ← M[AR] • M[AR] ← DR • M[AR] : ô nhớ có ñịa chỉ ñược lưu trong thanh ghi AR. 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 9
6.2. Vi tác vụ số học Ký hiệu Ý nghĩa Lấy thanh ghi R1+R2 R3 ← R1 + R2 gán vào R3 ??? R3 ← R1 – R2 ??? R2 ← R2 ??? R2 ← R2 + 1 ??? R3 ← R1 + R2 + 1 ??? R1 ← R1 +1 ??? R1 ← R1 -1 Lấy R1 ñưa vào ô nhớ M[AX] R1 có ñịa chỉ lưu trong AX 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 10
Mạch số học S1 S0 Cin Y D=A+Y+Cin Diễn giải 0 0 0 B D=A+B Cộng 0 0 1 B D=A+B+1 Cộng với nhớ 0 1 0 B’ D = A + B’ Trừ có mượn 0 1 1 B’ D = A + B’ + 1 Trừ 1 0 0 0 D=A Chuyển A 1 0 1 0 D=A+1 Tăng A 1 1 0 1 D=A–1 Giảm A 1 1 1 1 D=A Chuyển A 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 11
Mạch số học B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 S S 0 1 Cin 1 0 1 0 1 0 1 0 3 2 1 0 S0 S1 3 2 1 0 S0 S1 3 2 1 0 S0 S1 3 2 1 0 S0 S1 4x1 4x1 4x1 4x1 MUX MUX MUX MUX Y3 X3 Y2 X2 Y1 X1 Y0 X0 FA FA FA FA C4 C3 C3 C2 C2 C1 C1 C0 Cout 11/12/08 D3 D2 Trường ðHSP TPHCM D1 D0 12
6.3. Vi tác vụ luận lý Hàm Ký hiệu Vi tác vụ F0 = 0 F←0 xóa 0 F1 = xy F←A∧B AND F2 = x.y F←A∧B F3 = x F←A truyền A F4 = x.y F←A∧B F5 = y F←B F6 = x ⊕ y F←A⊕B F7 = x + y F←A∨B OR F8 = (x + y) F←A∨B NOR F9 = x ⊕ y F←A⊕B NXOR F10 = y F←B F11 = x + y F←A∨B F12 = x F←A F13 = x + y F←A∨B F14 = xy F←A∧B NAND 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 13 F15 = 1 F ← 1…1 Gán 1
Mạch luận lý S0 S0 MUX S1 4x1 S1 Ai 0 Bi Ei 1 2 3 S1 S0 ðầu ra phép tính 0 0 E=A∧B AND 0 1 E=A∨B OR 1 0 E=A⊕B XOR 1 1 E=A Inverter 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 14
Mạch luận lý S0 S0 MU S1 S1 S0 ðầu ra phép tính S1 X Ai 4x1 Bi 0 Ei 0 0 E=A∧B AND 1 0 1 E=A∨B OR 2 1 0 E=A⊕B XOR 3 1 1 E=A Inverter Vẽ mạch luận lý với i=2. Cho S0=S1=1, A1=0,A2=1,B1=1,B2=0. Xác ñịnh E1, E2? 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 15
6.4. Vi tác vụ dịch Ký hiệu Ý nghĩĩa R ← shl R Dịch trái R R ← shr R Dịch phải R R ← cil R Dịch vòng trái R R ← cir R Dịch vòng phải R R ← ashl R Dịch trái số học R R ← ashr R Dịch phải số học R 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 16
• R= 10101011 • Shl R= 01010110 • Shr R= 01010101 • Cil R= 01010111 • Cir R=??? • Ashl R=??? • Ashr R=???
Mạch dịch tổ hợp 4 bit A3 A2 A1 A0 IL IR S 1 0 S 1 0 S 1 0 S 1 0 S 2x1 2x1 2x1 2x1 MUX MUX MUX MUX H3 H2 H1 H0 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 18
6.5. ALU (Arithmetic and Logic Unit) S0 S1 S2 S3 Ai+1 Ai-1 Ai Bi Ci+1 Ci-1 Một tầng mạch Một tầng mạch luận lý số học Ei Di 3 2 1 0 S0 S1 4x1 MUX 11/12/08 Trường ðHSP TPHCM 19