1. Тема роботи: Проектування прототипу скалярного RISC-комп’ютера із заданою підмножиною системи інструкцій 2. Вхідні дані: Індекс Група інструкцій   Пересилання Арифметичні та логічні Керування  31 LH, SW ADDU, SUB, ORI BEQZ   3. Вихідні дані: Розширена, детальна структурна схема прототипу скалярного RISC-комп'ютера з поданням структури, інформаційних та керуючих зв'язків інформаційного тракту i пристрою керування з врахуванням конкретизованої за завданням підмножини системи інструкцій. Внутрішня структура пристроїв інформаційного тракту, апаратура пристрою керування. Підсистема уводу/виводу інформації. Детальна мікропрограма виконання інструкцій. Запропонувати принцип конвеєризації структури інформаційного тракту разом із конвеєрною мікропрограмою керування. Детальні креслення структури кешів даних та інструкцій з поясненням принципу побудови цих кешів та їхнього зв'язку з модифікованою гарвардською архітектурою. 4. Пояснювальна записка повинна містити: - титульну сторінку, анотацію; - зміст; - конкретизовані та розширені вихідні дані на проектування; - аналітичний розділ з роз'ясненням та аналізом основних принципів побудови скалярних RISC-комп'ютерів на прикладі визначених на реалізацію інструкцій; - розділ з описом синтезу та розробки структурної схеми; - основні результати роботи (висновок); - перелік наукових першоджерел: монографій, статей, патентів і підручників. Завдання видано________________________ Термін здачі роботи_____________________ Керівник_______________________________  ЗМІСТ ВСТУП 5 1 СТРУКТУРА RISC КОМП’ЮТЕРА 7 1.1 Основні принципи побудови RISC комп’ютерів 7 1.2 Побудова інформаційного тракту 7 2 ПАМ’ЯТЬ 13 1.3 Кеш пам’ять 13 2.1 Основна пам’ять 14 3 ПРИСТРІЙ КЕРУВАННЯ 18 ВИСНОВОК 22 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 23 Додатки 24 ВСТУП Традиційна архітектура обчислювальних ядер розвивалася за принципом об'єднання часто використовуваних послідовностей елементарних машинних команд в одну складну мікрооперацій. У результаті сформувався набір команд, що складається як з простих машинних команд, так і з набору більш складних мікрооперацій, що поєднує в одній команді машинної операції читання / запису даних і арифметичні дії над даними. Із-за великої кількості способів адресації даних кількість складних мікрооперацій в кілька разів перевищило кількість елементарних машинних команд. Подібна архітектура отримало назву CISC (Complex Instruction Set Computing - обчислювач з повним набором інструкцій). На думку розробників CISC-архітектури, апаратна підтримка виконання складних машинних команд мала б збільшити продуктивність програм, що використовують складні мікрооперації, в порівнянні з програмами, написаними з використанням елементарних машинних команд. Однак на практиці все було трохи інакше. Проведені в 1970-х роках співробітниками IBM дослідження показали, що найбільш часто при написанні програм програмісти використовували обмежений набір мікрооперацій, кількість яких становило лише 20% від повного набору машинних команд CISC-архітектури, інші ж мікрооперації практично ігнорувалися. Для вирішення проблем, властивих CISC-архітектурі була розроблена нова RISC-архітектура зі скороченим набором машинних команд. RISC (Reduced Instruction Set Computer - обчислювач зі скороченим набором інструкцій). У набір команд RISC-архітектури увійшли тільки основні елементарні мікрооперації, що дозволило уніфікувати формат команд обчислювального ядра, спростити конструкцію і знизити вартість виготовлення обчислювальних ядер. Розробниками було прийнято рішення зрівняти час виконання всіх машинних команд, що спростило розрахунок часу виконання програм, а саме головне дозволило реалізувати конвеєрну обробку інструкцій. Зменшення набору машинних команд в RISC-архітектурі дозволило розмістити на кристалі обчислювального ядра велика кількість регістрів загального призначення. Збільшення кількості регістрів загального призначення дозволило мінімізувати звернення до повільної оперативної пам'яті, зали...