lb, lbu: Laden eines Bytes
lh, lhu: Laden eines Halbwortes
lw: Laden eines Wortes
ld*: Laden eines Doppelwort
la*: Laden einer Addresse
li*: Laden eines immidiate Wertes
sb: Speichern eines Bytes
sh: Speichern eines Halbwortes
sw: Speichern eines Wortes
sd*: Speichern eines Doppelwortes
add, addiu, addi
sub
mult, multu
div, divu
and, andi
or, ori
xor, xori
nor
rem*, abs*, neg*, not*
Datenbewegungsbefehle
arithmetisch logische Befehle
Schiebe und Rotationsbefehle
Gleitkommabefehle
Multimediabefehle
Programmsteuerbefehle
Systemsteuerbefehle
Synchronisationsbefehle
Dreiadressformat
Zweiaddressformat
Einaddressformat
Nulladdressformat
Lade- und Speicherarchitektur
Speicher-Speicherarchitektur
Register-Speicherarchitektur
Stack- und Kellerarchitektur
Akkumulatorarchitektur
Stackarchitektur: 8087 - Intel, ATAM, 862 Atmel
Little-Endian
Big-Endian
Byte, Halbwort, Wort, Doppelwort
signed, unsigned, packed, unpacked, bcd, ascii
Einzelbit, Ganzzahl, gleitkomma, Multimedia
ieee-754-std, f = (-1)^s * 1.m * 2^(e-b)
32: Einfach
64: Doppelt
80: Erweitert
Registeraddressierung
Unmittelbare Addressierung
Absolute Addressierung
Direkte Addressierung
Indrirekte Addressierung
Indirekte Addressierung mit Autoinkrement/Dekrement
Indirekte Addressierung mit Verschiebung
Indizierte Addressierung
Indizierte Addressierung mit Verschiebung
Steuereinheit
1.) Befehlsdekodierer
2.) Funktionsdekodierer
RegDst
RegWrite
MemToReg
MemWrite
Branch
ALU-Src
Befehlsdekodierer
Funktionsdekodierer
Registersatz
ALU
Datenspeicher
Befehlsspeicher
Befehlszähler
1 x AND
4 x MUX
1 x Addierer
1 x 2 Bit Shifter
Registersatz
- Lese-Daten-1
- Lese-Daten-2
- Schreibedaten
- Lese-Register-1
- Lese-Register-2
- Schreiberegister
- WE
Datenspeicher
- Addresse
- Lesedaten
- Schreibedaten
- WE
Befehlsspeicher
- Leseaddresse
- Lesedaten
Befehlszähler
- PC (t)
- PC (t+1)
Funktionsdekodierer
- Func
- ALU-Op
- ALU-Operation
ALU:
- Ergebnis
- Null
AND
- PCSrc
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 MemToReg MemWrite ALU-Op
r-typ 000 000 1 1 0 0 0 0 10
1.) Bedingt
2.) Unbedingt
1.) Absolut: Branch
2.) Befehlszählerrelativ: Jump
3.) Befehlszählerindirekt: Jump Register
- eq - equal
- ne - not equal
- gt - greater than
- ge - greater than equal
- lt - less than
- le - less than equal
Fall 1: Der im Befehlswort kodierte Befehlszähler wird ersetzt:
PC_neu = PC_alt + (I << 2)
Fall 2
PC_neu = PC_alt & 0xf000 0000 | (I << 2)
j, b*, jr
jal
jalr
beqz*, bnez*
beq, bne
bgt*, bge*
bgtz, bgez
blt*, ble*
bltz, blez
1.) Befehl holen
2.) Befehl dekodieren
3.) Operanden der ALU bereit stellen
4.) Operation in der ALU ausführen
5.) Ergebnis in Architekturregister zurückschreiben
1.) IF - Instruction Fetch - Befehlsbereitstellungsphase
2.) ID - instruction decode / register fetch - Befehlsdekodierphase - Operadenbereitstellungsphase
3.) EX - Execute Address Calculation - Ausführungsphase
4.) MEM - Memory Access - Speicherzugriffsphase
5.) WB - Write Back - Resultatspeicherphase
Pipeline-Segment
Pipeline-Stufe
Pipeline-Register
Zustandselemente
- Datenspeicher
- Befehlsspeicher
- Befehlszähler
- Registersatz
1.) Datenkonflikte
2.) Steuerflusskonflikte
3.) Struktur und Ressourcenkonflikte
1.) In Order Issue In Order Completion - VLIW- Prozessor
2.) Out of order issue out of Order Completion
Sprungvorhersage
1.) Statisch
1.1.) Predict Always Not Taken
1.2.) Predict Always Taken
1.3.) Predict Backward Taken, forward not Taken
2.) Dynamisch: 1 und 2 Bit Prädiktor
2.1.) Taken, Not Taken
2.2.) Strongly, weakly, weakly not, strongly not
