lb, lbu
lh, lhu
lw
ld*
la*
li*
sb
sh
sw
sd*
mult
multu
add
addi
addiu
sub
div
divu
and
andi
or
ori
xor
xori
neg*
rem*
abs*
not
Datenbewegungsbefehle
arithmetisch logische Befehle
Schiebe und Rotationsbefehle
Programmsteuerbefehle
Gleitkommabefehle
Multimediabefehle
Systemsteuerbefehle
Synchronisationsbefehle
Lade- und Speicherarchitektur
Register-Speicher-Architektur
Speicher-Speicher-Architektur
Akkumulator-Architektur
Stack und Kellerarchitektur
Dreiaddressformat
Zweiaddressformat
Einaddressformat
Nulladdressformat
Stackarchitektur: 8087, Intel; 862 - Atmel
Einzelbit
Ganzzahl
Gleitkomma
Multimedia
Byte
Halbwort
Wort
Doppelwort
signed
unsigned
packed
unpacked
bcd
ascii
ieee-754-std
f = (-1)^s * 1.m * 2^(e-b)
Direktwertaddressierung
Registeraddressierung
Direkte Addressierung
Indirekte Addressierung
Indirekte Addressierung mit Autoinkrement, Dekrement
Indirekte Addressierung mit Verschiebung
Indizierte Addressierung
Indizierte Addressierung mit Verschiebung
Steuereinheit:
1. Befehlsdekodierer
2. Funktionsdekodierer
Mem-To-Reg
Mem-Write
ALU-Src
ALU-Op
Branch
MemoToReg
MemWrite
Befehlsdekodierer
Funktionsdekodierer
Registersatz
ALU
Datenspeicher
Befehlsspeicher
Befehlszähler
1 x AND
2 x Addierer
1 x 2 Bit Shifter
4 x Multiplexer
Registersatz:
- Lese-Register-1
- Lese-Register-2
- Schreiberegister
- Lese-Daten-1
- Lese-Daten-2
- Schreibedaten
- WE
Funktionsdekodierer
- Func
- ALUOp
- ALU-Operation
ALU:
- Ergebnis
- Null
Datenspeicher:
- Addresse
- Schreibedaten
- Lesedaten
- WE
Programmspeicher:
- Lesedaten
- Addresse
Befehlszähler
- PC (t)
- PC (t+1)
Func ALU-Op ALU-Operation
00 x 010 - add
x1 x 110 - sub
1x 100 000 - add 010 - add
Opcode RegDst RegWrite Branch ALU-Src ALU-OP MemToReg MemWrite ALU-Operation
r-typ 000 000 1 1 0 0 0 0 10
Sprungbefehle
1.) Bedingt
2.) Unbedingt
1.) Absolut
2.) Befehlszählerrelativ
3.) Befehlszählerindirekt
JUMP and LINK
eq - equal
ne
ge
gt
lt
le
j, jr, b*
jal, jalr
beq, bne
beqz, bnez
bgt, bge
bgtz, bgez
blt, ble
bltz, blez
PC = PC_alt + (I << 2)
PC = PC_alt & 0xf000 0000 | (I << I)
Pipeline-Konflikte
1.) Datenkonflikte
2.) Steuerflusskonflikte
3.) Struktur und Ressourcenkonflikte
1.) Befehl Holen
2.) Befehl Dekodieren
3.) Operanden der ALU bereitstellen
4.) Operation in der ALU ausführen
5.) Operanden in die Architekturregister zurückschreiben
IF: Instruction Fetch
ID: Instruction Decode/Register Fetch
EX: Execute Address Calculation
MEM: Memory Access
WB: Write Back
Scheduling
1.) Statisch: VLIW - In Order Issue In Order Completion
2.) Dynamisch: Out-Of-Order Issue Out Of Order Completion
Sprungvorhersage
1.) Statisch
- Predict always taken
- Predict always not taken
- Predict backward taken, forward not Taken
2.) Dynamisch: Predictor
- Taken, Not Taken
- Predict Strongly Taken, Predict Weakly Taken, Predict Weakly not taken, strongly not taken
