Prova 2 (27) - OAC

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Ministério da Educação
UNIVERSIDADE DE BRASíLlA
Instituto de Ciências Exatas
Dep. Ciências da Computação
Disciplina: ClC 116394 - Organização e Arquitetura de Computadores - Turma B
Prof. Marcus Vinicius Lamar
2008/1
dO d1 / d2 d3 d4 d5 d6
Nome:_-----'(T."'----!f'---'-r?----'-If_V7....:.........)~[DL......_ Matricula: DD/[J ~ DDD
Prova 2
1) (6.0) Na implementação MIPS uniciclo simplificada desenvolvida durante o curso várias instruções bastante úteis estão
ausentes. Mantendo a compatibilidade do código em linguagem de máquina à ISA MIPS para cada instrução abaixo:
1.1) modifique adequadamente o caminho de dados no verso desta folha;
1.2) modifique adequadamente a unidáde de controle.
a)(l,O) mul $rs,$rt
b)(l,O) mflo $rd
c)(2,0) blez $rs, LABEL
d)(2,0) push $rs
# {Hi,Lo}=R[rs]*R[rt]
# R[rd]=Lo
# se R[rs ]<=0 então vai para LABEL : considere opcode=Ox 14 e rt=0
# Atualiza o topo ($sp) e coloca o valor R[rs] na pilha
considere opcode=OxOO funtc=Ox1c rt=OxOO e rd=OxOO
2) (5.0) Considerando apenas os seguintes tempos de atraso do bloco operativo de uma CPU MIPS:
Operação Lógica com a ULA (and,or): 200ps
Operação Aritmética com aULA (add,sub, slt): 250ps
Leitura do Banco de Registradores: lOOps
Escrita no Banco de Registradores: l50ps
Leitura da memória: 400ps
Escrita na memória: 600ps
Com relação ao seguinte procedimento (pROC) em assembly MIPS, chamado com argumento $aO=d2+d3:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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13
14
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sub $ao,~ ~ ~ - w f) (díT/lf) U r~ tjJ?Vl
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- "d 5' div $aO,$t1' f'J\ ~ ,
f\.b.J K'1 7 mfhi $t2 ' 1 tff~v1 ~'/ nvl..,J~Q~. _ J '- J I -
bne $t2,$zero, OUT2 -7 ff-,.,WYJ r.b.;v'tv'?J t.e J 'fye 1/.)cJ ~ 1>ba /~ S
add $tO,$tO,$t4
OUT2: sUb $t1 ,$t1 ,$t4 1 IL .
j LOOP ~ l-rfTr-Mp o/J'f'a <e I J:J(.J"1Pl
OUT: or $vO,$tO,$zero
jr $ra -) H-4MO Ur"YD 1··0 { fJ(J lWi.
add $1O,$1O,$t4
add $t2,$t1 ,$t3
Responda as questões abaixo especificando como as instruções não implementadas em aula foram consideradas em cada caso:
a)(O,5)Para uma implementação uniciclo, qual será a maior frequência de clock utilizável? Qual o tempo de execução deste
trecho de código neste caso?
b)(0,5)Para uma implementação multiciclo, qual será a maior frequência de clock utilizável? Qual o tempo de execução deste
trecho de código neste caso?
c)(0,5)Para uma implementação com pipeline ideal, isto é, ignorando hazards, stalls e latência, qual será a maior frequência de
clock utilizável? Qual o tempo de execução deste trecho de código neste caso?
d)(1,O)Considerando o pipeline de 5 estágios visto em aula, onde o beq sem previsão é avaliado no 4° ciclo e o jump necessita 2
ciclos. Identifique e classifique os hazards que ocorrem neste procedimento, Como eles podem ser resolvidos sem alteração no
programa? (Resposta nesta folha!)
e)(1,O)Qual o tempo de execução, se todos os hazards forem tratados apenas com inserção de bolhas? Considere que os
registradores só podem ser lidos após sua escrita ser completada no banco de registradores.
f)(1,5)Qual o tempo de execução, se os hazards forem tratados eficientemente com forwarding e/ou bolhas? Defma o t.ipo de
previsão mais adequado ao beq e ao bne neste programa. Considere que os registradores a serem escritos podem ser lidos no
mesmo ciclo que serão escritos e os branches avaliados no 2° ciclo.
Boa Sorte!!!
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