Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Інститут дистанційного навчання Кафедра СКС
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з предмету: “Архітектура комп’ютерів” на тему: “ Проектування скалярного RISC-комп'ютера ” Анотація Курсовий проект з дисципліни “ Архітектура комп’ютерів. Частина І ” є підсумком освоєння даного курсу. Під час роботи над даним проектом студенти повинні показати всі свої набуті знання, опанувати інформацію про принципи дії та архітектуру прототипних варіантів сучасних RISC-комп'ютерів, виконати поставлене перед ними індивідуальне завдання. Під час виконання курсового проекту будуть пройдені і виконанні наступні основні етапи: 1. Розробка формату інструкцій різних типів (I-тип, R-тип, J-тип); 2. Розрахунок загальної кількість елементів основної пам’яті; 3. Розрахунок розрядності шини адрес; 4. Визначення кількість процесорних тактів, за якою будуть зчитуватись дані з основної пам’яті. 5. Визначення значення константи, яке необхідне для обчислення наступного значення програмного лічильника (наступної адреси інструкції в основній пам’яті); 6. Визначення розрядність регістра інструкцій; 7. Розрахунок формату адреси для кеш-пам’яті; 8. Відображення послідосності мікродій, які виконуються на різних етапах (циклах) процесора за допомогою трьох команд. схема тестування Зміст 1. Конкретизовані та розширені вихідні дані на проектування………………… 4 2. Роз'яснення та аналіз основних принципів побудови скалярних RISC-комп'ютерів на прикладі визначених на реалізацію інструкцій…………………. 5 3. Розрахунки відповідно до завдання…………………………………………….. 14 Висновок……………………………………………………………………………….21 Список літератури…………………………………………………………………….22 Додаток А 1.Визначення вхідних даних для проектування Для визначення вхідних даних використовується таблиця завдань, де варіант завдань – номер у списку. Оскільки я 16 у списку, у варіантів 15, моїм варіантом буде 1. Таблиця 1. Визначення варіантів завдання вхідних даних. Варіант Набір команд Параметри пам’яті    Основна пам’ять Кеш Розмір сторінки  1 LW, SB, SNE, SRL, SUBUI, OR, J. 64 МБ 1 МБ 128 КБ   Конкретизовані та розширені вхідні дані: Кількість регістрів загального призначення в Регістровому Файлі – 32 регістри; Кількість команд, які може виконувати процесор, який розробляєься - 7 команд; Розрядність безпосереднього операнда (Immediate) 16 розрядів(біт); Об’єм основної пам’яті комп’ютера 64 Мб; Елементи на яких побудована основна пам’ять комп’ютера 2Кх16 . 2К - кількість комірок в пам’яті, 16 – розрядність; Розмір кеш-пам’яті даних 128К, кількість блоків у кеш – пам’яті даних - 64; Розмір кеш-пам’яті команд 1М, кількість блоків у кеш – пам’яті команд - 256; Команда для демонстрації роботи процесора Логічна. 2. Роз'яснення та аналіз основних принципів побудови скалярних RISC-комп'ютерів на прикладі визначених на реалізацію інструкцій Формати RISC інструкцій DLX процесора подано рисунком 1.
Рис. 1 - Формати інструкцій RISC-DLX процесора [Hennessy & Patterson, 2003] Пояснення щодо форматів інструкцій. I - тип інструкції опрац, що використовує безпосередній операнд (Immediate ). R - тип інструкції; така інструкція отримує пару операндів із джерельних регістрів (Registers) регістрового файлу процесора і повертає результат знов таки до регістру призначення з цього файлу. J – тип є інструкцією безумовного переходу (jump). OpCode є полем коду операції, який залежить від кількості виконуваних процесором команд. Розрядність даного поля=Log2N, де N – множина виконуваних процесором команд. В даному випадку довжина поля складає 6 розрядів. rs1,rs2 є полями, що задають номери регістрів-джерел операндів (register of source), що належать множині регістрів регістрового файла. Розрядність кожного з цих полів визначається, як Log2N, де N – множина регістрів регістрового файлу. В даному випадку кожне поле має довжину 5 бітів, а множина регістрів від R0 до R31. rd є полем номера регістра призначення (приймача результату дії, r...