Datapath

Un datapath es una colección de unidades funcionales, como unidades lógicas aritméticas o multiplicadores, que realizan operaciones de informática. Las unidades más centrales de procesamiento consisten en un datapath y una unidad de control, con una parte grande de la unidad de control dedicada a la regulación de la interacción entre el datapath y memoria principal.

El objetivo de datapaths es proporcionar rutas a datos para viajar entre unidades funcionales. Estos datapaths se pueden afiliar juntos para hacer datapaths más grande utilización de multiplexores. Una unidad de extensión del Signo también se puede usar en la conjunción cuando las palabras clasificadas más grandes son necesarias.

Recientemente hubo esfuerzos de investigación en datapaths reconfigurable. Estos datapaths se pueden imprimir en telas y se pueden cambiar en el tiempo de ejecución. Este concepto podría revolucionar el diseño de la CPU y tener el procesamiento más eficiente en cuenta.

Bloques funcionales de un datapath

Los bloques funcionales importantes dentro del procesador se pueden poner as: en una lista -

Los:There también son 2 registros inherentes en el procesador que facilitan la comunicación del procesador con la memoria, o básicamente ayudan en las operaciones de memoria del registro. Ellos are: -

Organización del autobús sola de datapath

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El medio importante prioritario que interconecta para todos los registros dentro del procesador es el autobús del Sistema. Este autobús es el autobús del procesador y no se debe confundir con el autobús externo que une chips de memoria diferentes y dispositivos de la entrada-salida al procesador.

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Este autobús externo se relaciona con el autobús del Sistema interno vía el

MARZO y los registros de MDR. Las líneas de datos del autobús externo se relacionan con MDR y las líneas de la dirección del autobús externo se relacionan con el MAR.The MDR es un registro bidireccional que implica que puede recibir y enviar datos a y de cualquiera de los dos autobuses internos o externos. El MARZO es un registro unidireccional. Recibe se introduce del autobús interno y da es la salida al autobús externo.

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El número de registros del objetivo generales puede variar de un procesador al otro. Cada procesador tiene algunos registros con fines especiales. Éstos son son usados como unos medios de almacenaje temporales por el procesador.

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La Unidad lógica aritmética (ALU) se usa para realizar operaciones aritméticas y lógicas en los datos

contenido en registros diferentes. Es el corazón del microprocesador. El multiplexor se proporciona a seleccionar el valor constante 4 o el registro X. El valor constante 4 se selecciona cuando una instrucción se completa y El Contador del Programa debe ser incremented. {Como dicho antes:-(ordenador personal ← (ordenador personal) +4)}. El "decodificador de la instrucción y el bloque" de la lógica de control descifran y realizan la instrucción presente en el registro de IR.

El procesador usa todos estos bloques juntos para realizar operaciones primarias diferentes como: -

  1. Entierre la transferencia de datos del Registro
  2. Operaciones aritméticas o Lógicas
  3. Recuperar datos de Memoria
  4. La escritura de datos en la Memoria

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Ejemplos

Vamos a

considerar la adición como una operación Aritmética y datos que Recuperan de la memoria detalladamente.

El ejemplo los:-contenido de adición 1) Aritméticos del registro reg1 y reg2 se añaden y el resultado se almacena en reg3

Secuencia de operations: -

  1. reg1, X
  2. reg2, elija X, ADICIÓN, Y
  3. Y, reg3

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Los señales de control escritos en una línea se ejecutan en el mismo ciclo del reloj.

todas otras señales permanecen intocadas. De este modo, en el primer paso los contenido de register1

se escriben en el registro X a través del autobús. En la segunda etapa el contenido

de register2 se coloca en el autobús y el Multiplexor se hace elegir entrada X como los contenido de reg1 se almacenan en el registro X.The ALU entonces añade los contenido en el registro X y reg1 y almacena el resultado de la adición en el registro temporal especial Y.In el paso final que el resultado strored en Y se envía al registro reg3 sobre el autobús del procesador interno. Sólo un registro puede la salida sus datos en el autobús en un paso. [De ahí los pasos 2 y 3 no se pueden combinar].

Ejemplo 2) Recuperando datos de memoria

Para recuperar datos de la memoria, el procesador tiene que proporcionar la dirección de la posición de memoria donde los datos requeridos se salvan. Los datos almacenados en una posición de memoria requerida particular pueden ser una instrucción de un programa o el operand de una instrucción ejecutable particular.

La secuencia de operaciones para la susodicha operación es como follows: -

  1. reg1, MARZO, READM
  2. MDR, WMC
  3. MDR, reg2

Un nuevo señal de control WMC se ha introducido aquí. Los soportes de WMC para Esperan la operación de Memoria a Completar. Generalmente el dispositivo dirigido en el autobús de memoria es más lento que el microprocesador. Por lo tanto, el microprocesador tiene que esperar el

dispositivo dirigido para completar su operación. Esta indicación que la operación de memoria se ha completado da al procesador el señal de control WMC.

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También, como descrito encima, el MDR es un registro bidireccional es decir se relaciona tanto con los autobuses internos como con externos. Por lo tanto la señal MDR tiene el subíndice inEX. El EXCEPTO soportes para el autobús externo. La señal implica eses datos

se mueve del autobús de memoria externo en el registro de MDR. Los señales de control restantes son que se explica por sí mismo y se pueden entender fácilmente como en el Ejemplo 1 donde MDR es el registro de datos de Memoria bidireccional y MARZO es unidireccional

Registro de la dirección de memoria.

Una instrucción entera se ejecuta

Ahora, vamos a reunir las operaciones primarias para ver cómo una instrucción completa se ejecuta.

:Consider por ejemplo la instrucción

AÑADA (reg3), reg1.

Esta instrucción añade que los datos almacenados en la posición señalaron a por el register3

a los contenido de registro 1. La secuencia de señales de control para la instrucción completa ya mencionada es como follows: -

  1. PCount, MARZO, READM, Choose4, ADICIÓN, Y
  2. Y, ORDENADOR PERSONAL, Y, WMC
  3. MDR, IReg
  4. reg3, MARZO, READM
  5. reg1, X, WMC
  6. MDR, ChooseX, ADICIÓN, Y
  7. Los Y, reg1, PARAN

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Los 3 primeros pasos escritos encima son comunes a todas las instrucciones de un microprocesador. Éstos constituyen la "Atracción de la Instrucción" Fase mencionada antes. Después de la ejecución de los tres primeros pasos la instrucción se carga en

la instrucción register.the "descifre de la instrucción y circuitería de control" entonces descifra la instrucción y enciende todos los señales de control necesarios para los pasos 4 a 7. Los pasos 4 a 7 constituyen la "Ejecución basada en la fase de la instrucción del esfuerzo".

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El contenido de registro 3 se copia en el registro del MARZO en el paso 4, que da la dirección de la posición de memoria deseada y la instrucción READM se ejecuta. Los contenido del otro registro 1 se transfieren sobre el autobús al registro X.As pronto ya que la operación READM se completa los datos en la posición de memoria deseada se ponen a disposición en el multiplexor MDR.The se hace elegir X más de 4 contenido.The de los dos se registran se añaden en el paso 6 usando la instrucción de ADICIÓN. El resultado de la adición se almacena en el registro especial Y. Finalmente el valor almacenado en Y se transfiere a register1 sobre el autobús en el paso 7.

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Los contenido del contador del programa actualizado se copian en el registro X en el paso 2. Aunque no haya ninguna necesidad de hacer esto en el susodicho programa, el valor actualizado del ordenador personal generalmente se almacena en el registro X en caso de Instrucciones Bifurcadas de calcular la 'dirección objetivo de la rama'

Organizaciones del multiautobús de datapath

El:The la Organización Interna del Procesador hablado encima era una organización del autobús sola. Hablaron de ello para conseguir la idea básica. Prácticamente, sin embargo, tales microprocesadores del autobús solos no son factibles. Causan secuencias del señal de control larguísimas. Por lo tanto, reducir en el número de pasos tenía que ejecutar una instrucción una organización del multiautobús se usa.

Véase también



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