Prova 2 (1) - OAC

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Ministério da Educação
UNIVERSIDADE DE BRASíUA
Instituto de Ciências Exatas
Dep. Ciências da Computação
Disciplina: ele 116394 - Organização e Arquitetura de Computadores - Turma A
Prof.: Marcus Vinicius Lamar
2007/1
Nome: Matrícula:-------------------------------------------------- ------------------------
Prova 2
1) (6.0) No MIPS simplificado desenvolvido durante o curso várias instruções bastante úteis estão ausentes. Mantendo a
compatibilidade do código em linguagem de máquina ao MIPS original, redesenhe o caminho de dados multiciclo, redefina os
sinais de controle (se necessário), e implemente a unidade de controle através de um microprograma, de modo a implementar
(além das instruções já existentes) todas as instruções abaixo:
a) (2.0) jr $r\tg:, .
b) (2.0) addi, subi, ori, andi, slti $rt,$rs,Imm # Imediato de 16 bits
c) (2.0) nor $rd,$rs,$rt
2) (4.0) Considerando apenas os seguintes tempos de atraso dos blocos operativos de uma CPU MlPS:
Operação Lógica da ULA (and,or): 100ps
Operação Aritmética da ULA (add,sub): 120ps
Leitura do Banco de Registradores: 50ps
Escrita no Banco de Registradores: 70ps
Leitura da memória: 150ps
Escrita na memória: 200ps
Dado o seguinte trecho de programa:
LABEL:
~ or $tO,$zero,$zero
11w $t1, 1OO($fp) # $t1 =1
"Iw $t2, 104($fp) # $t2=100
;- Iw $t4, 108($fp) # $t4=4 C.
O
r UlI.7",,~v? t-er. >J f"t-"'- e- 'iv!7'l;(J,1-,e
'1lw ~O($sO) t H ~ t1dfOS; 7 )..Jjl V I'
L{ swl@,0($s1) (ut V
'1 add $tO,$tO,$t1
~ add $sO,$sO,$t4
.~ ~~d rs tO,$~2$t41 }tz:...:fr:vt'J y>t7t7O/: (LJ~tt O
'1 and $t1, 5 "> ffc?vJ ~p plf'COJ " r0l. v'Ovf}
~ jb~~ $t5 ~ OUT l Ir;q(c?v.{) C#-'J'vtD te..., ~ ~ I~~J qºfj-
~ add $tO,$zero,$zero ~ /~ tt/Vt L4r/tlO Lt ~ 1 btJ / l-.q
.... )?
OUT:
a) (0.5) Para uma implementação uniciclo do MIPS: Qual a maior frequência de clock utilizável? Qual o tempo de execução
deste trecho?
b) (0.5) Para uma implementação multiciclo do MIPS: Qual a maior frequência de clock utilizável? Qual o tempo de
execução deste trecho? .
c) (0.5) Para uma implementação em Pipeline ideal: Qual a maior frequência de clock utilizável? Qual o tempo de execução
deste trecho?
d) (1.0) Identifique todos os possíveis harzards existentes no trecho e apresente suas melhores soluções, sem realizar
alterações no programa.
e) (1.0) Qual o tempo de execução para uma implementação em Pipeline real considerando que os harzards foram corrigidos
apenas com o uso de bolhas. (considere jump executado em 2 ciclos)
f) (0.5) Explique porque a instrução jump necessita de 2 ciclos para sua execução em pipeline.
3) (1.0) Converta os números abaixo da notação em ponto flutuante IEEE 754 para decimal, mostrando todas as
casas decimais: O
a) (0.5) Ox80000000 /),
b) (0.5) Ox54442d18400921fb
L7 ~I 61/1.0'1 10a,1
BOA SORTE!!!
~~ EscrevePCCond /
~ --.J Escrevef'O I
louD
OrigPC
Saídas ~. OpALU ;
OrigBALU
OrigAALU I'
~
•••..••••• _o •••• o •••• _o ••••• _ •••• oo_ ••••••••• " •••• o •••• o.o •• __ o_ ••• oo.oo_ ••• o_0 ••• _0 •••• 00.0 ••• 0 •••• 0 •••• 0 •••• 0 ••• 0.0 •••••
Op EscreveReg
[5:0] oo.oooo.ooo_o_o.ooo.o.oo.o.oo.oooo'
.:>
ControleLeMem
EscreveMem
Memória
DadosMem
r--l Dados
para escrita
o
M
~)~
-=---~--r~.2
,~~) fi!" %'Í",
MemparaReg \.
EscrevelR \
~
~PC~O
M
u 1-1Endereço~r-W
r---L--I n_strução.[25:0]
Instrução[31:26] mt-r----It--;::=====j---l--- .
Instrução Registrador I'
[25:21] de leitura 1 Dados
Instrução Registrador . da
[20:16] O de leit~ra 2 leitura 1 ALU Zero
Instrução _ M R~glstradores
[15:0] Instruçao -.u Registrador Dados
Re.gistrador [15:11] x para escrita da
de instrução 1 Dados para leitura 2O .
Instrução M L-e_sc_r_lta ---.J
[15:0] ux..--f--t~1
RegOst
••••• Resultado.~
daAL~H1~
·~SaídaALUH
B •.•.. ~
\\r1~11
~ Dfo>.ee
Instrução [5:0]
~ Registrador
de dados
da memória
r= I 116 tE t - ~2 Desloca- W~ x ensao mento
de sinal de 2 à
esquerda
Controle
daALU {)f IJ'lv
{)O - ;)tJ()
I ~v 1 ~ çJ@
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