lb, lbu: Laden eines Bytes
lh, lhu: Laden eines Halbwortes
lw: Laden eines Wortes
ld*: Laden eines Doppelwortes
la*: Laden einer Addresse
li*: Laden eines immidiate Wertes
sb: Speichern eines Bytes
sh: Speichern eines Halbwortes
sw: Speichern eines Wortes
sd*: Speichern einer Doppelwortes
addi, addu, addiu
sub
mult, multu
div, divu
rem, abs, neg, not
and, andi
or, ori
xor, xori
nor
Datenbewegungsbefehle
arithmetisch logische Befehle
Schiebe und Rotationsbefehle
Gleitkommabefehle
Multimediabefehle
Programmsteuerbefehle
Systemsteuerbefehle
Synchronisationsbefehle
Dreiaddressformat
Zweiadderssformat
Einaddressformat
Nulladdressformat
Lade und Speicherarchitektur
Register- Speicherarchitektur
Speicher- Speicherarchitektur
Akkumulatorarchitektur
Stack und Kellerarchitektur
Stackarchitektur: 8087 Intel, ATAM 862 Atmel
Einzelbit
Ganzzahl
Gleitkomma
Multimedia
signed
unsigned
packed
unpacked
bcd
ascii
byte
Halbwort
Wort
Doppelwort
ieee-754-std
f = (-1)^s * 1.m * 2^(e-b)
32: Einfach
64: Doppelt
80: erweitert
little-endian
big-endian
Unmittelbare Addressierung
Registeraddressierung
Direkte Addressierung
Registerindirekte Addressierung mit Verschiebung
Registerindirekte Addressierung
Registerindirekte Addressierung mit Autoinkrement/Dekrement
Indizierte Addressierung
Indizierte Addressierung mit Verschiebung
Steuereinheit
1.) Befehlsdekodierer
2.) Funktionsdekodierer
MemToReg
MemWrite
Branch
ALU-Src
ALU-Op
RegDst
RegWrite
Befehlsdekodierer
Funktionsdekodierer
ALU
Datenspeicher
Befehlsspeicher
Registersatz
Befehlszähler
Vorzeichenerweiterungseinheit
4 x MUX
1 x AND
2 x Addierer
1 x 2 Bit Shifter
Funktionsdekodierer:
- Func
- ALU-Op
- ALU-Operation
Registersatz:
- Lese-Register-1
- Lese-Register-2
- Schreibe-Register
- Schreibe-Daten
- Lese-Daten-1
- Lese-Daten-2
- WE
Datenspeicher:
- Lesedaten
- Schreibedaten
- Addresse
- WE
ALU:
- ALU-Ergebnis
- Null
AND:
- PCSrc
Befehlszähler
- PC (t)
- PC (t+1)
Befehlsspeicher
- Lesedaten
- Addresse
ALU-Op Func ALU-Operanden
00 x 010 - add
x1 x 110 - sub
1x 100 000 - add 010 - add
OP-Code RegDst RegWrite Branch ALU-Src MemToReg MemWrite ALU-Operanden
r-typ 000 000 1 1 0 0 0 0 10
Verzweigungsbefehle
1.) Bedingt
2.) Unbedingt
Absolut: Branch
Befehlszählerrelativ: Jump
Befehlszählerindirekt: Jump Register
- eq - equal
- ne - not equal
- gt - greater than
- ge - greater than equal
- lt - less than
- le - less than equal
j, b*, jr
jal
jalr
beq, bne
beqz, bnez
blt, ble
bltz, blez
bgt, bge
bgtz, bgez
PC_neu = PC_alt + (i << 2)
PC_neu = PC_alt & 0xf000 0000 | (i << 2)
Befehl holen
Befehl dekodieren
Operanden der ALU bereitstellen
Operation in der ALU ausführen
Operanden in Architekturregister zurückschreibe
IF, ID, EX, MEM, WB
IF: Instruction Fetch
ID: Instruction Decode/Register Fetch
EX: Execute Address Calculation
MEM: Memory Access
WB: Write Back
1.) Datenkonflikte
2.) Steuerflusskonflikte
3.) Struktur und Ressourcenkonflikte
1.) In Order Issue In Order Completion
2.) Out Of Order Issue Out Of Order Completion
VLIW - Very Long Instruction Word
1.) Statische Sprungvorhersage
1.1.) Predict Always Not Taken
1.2.) Predict Always Taken
1.3.) Predict Backward Taken Forward Not Taken
2.) Dynamisch
2.1.) Taken -> Not Taken
2.2.) Predict Strongly Taken, Predict Weakly Taken, Predict Weakly Not Taken, ...
