1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un...
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1
Plan
Introduction
Construction d ’un chemin de données
Définition du contrôle
Exécution d'un programme
Simulateur
![Page 2: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Objectifs
• Nous allons concevoir une mise en œuvre contenant un noyau de jeu d’instructions.
• Nous verrons comment l’architecture de jeu d’instructions définit beaucoup d’aspects de la mise en œuvre
![Page 3: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Le processeur
IntroductionIntroduction
Construction d ’un chemin de données
Définition du contrôle
Exécution d'un programme
Simulateur
![Page 4: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Mise en œuvre du sous ensemble
• Voici les instructions que la machine doit être capable de réaliser :
LD A,add Charge l ’accumulateur A avec le contenu de l ’adresse add
ST add,A Range en mémoire à l ’adresse add le contenu de l ’accumulateur A
op A,add Réalise l ’opération op avec pour opérandes l ’accumulateur A et le contenu de l ’adresse add et range le résultat dans l ’accumulateur.
Charge et Range : MémoireOpération : Traitement de l’info
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5
Un exemple complet : une addition
Assembleur
Chargeuren Mémoire
Compilateur
Hiérarchie de traduction
?
{int a=8, b=4, c; c=a+b;}
LD A,(F800h)ADD A,(F810h)ST (F820h),A
11011110000 F80001101010101 F810- - F82010000100100 FB0001100000111 FB0110001001010 FB02
0804--3AF800C6F81032F820
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6
Contrôleur
H
Accumulateur
CP Mémoire centrale
Bus de données
Bus d’adresses
Registre Instruction
U.A.L.
Unité Centrale
Reg
istr
e ad
ress
e
1
Description générale
MémoireMémoireUnité centraleUnité centrale
Bus d ’adresse
Vue abstraite : L ’UC et la mémoire communiquent par l ’intermédiaire de bus.
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7
Contrôleur
H
Accumulateur
CP
Registre mot
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Description générale
Vue abstraite montrant :les unités fonctionnellesles principales interconnections entre elles.
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8
Contrôleur
H
Accumulateur
CP
Registre mot
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Description générale
Le Compteur de Programme fournit l ’adresse de l ’instruction à la mémoire d ’instructions
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9
Contrôleur
H
Accumulateur
CP
Registre mot
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Description générale
Une fois l ’instruction récupérée, elle est stockée dans le registre d ’instruction.
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10
Contrôleur
H
Accumulateur
CP
Registre mot
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Description générale
L ’utilisation de l ’UAL dépend du type de l ’instruction :Si l ’opération est une instruction arithmétique, le résultat est écrit dans le registre accumulateur.
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11
Le processeur
Introduction
Construction d ’un chemin de données
Définition du contrôle
Exécution d'un programme
Simulateur
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12
Objectifs
• Nous voulons concevoir l ’architecture précédente.
• Nous allons tout d ’abord examiner chaque composante nécessaire à l ’exécution de chaque type d ’instructions.
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13
Chargement
LD A,add Charge l ’accumulateur A avec le contenu de l ’adresse add
ST add,A Range en mémoire à l ’adresse add le contenu de l ’accumulateur A
op A,add Réalise l ’opération op avec pour opérandes l ’accumulateur A et le contenu de l ’adresse add et range le résultat dans l ’accumulateur.
![Page 14: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Chargement
Numéros de registres
(adresses)Mémoirede données
donnée
Adresse
AccumulateurRI
Les éléments pour réaliser le chargement :- Le RI contient l ’adresse de la donnée à charger dans
l ’accumulateur- Le registre accumulateur va contenir la valeur.- La mémoire de données où sont mémorisées les données.
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15
Accumulateur
Registre Instruction
Re
gis
tre
ad
ress
e
Chargement
Voici une partie du chemin de données utilisé pour réaliser des Chargements.
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16
100
Accumulateur
Registre Instruction
300
0
LD 3000
Chargement
18
Le RI contient l ’ adresse de la donnée à ranger. L ’adresse 3000 est envoyée à la mémoire. La donnée 100 est extraite et est chargée dans l ’accumulateur. La donnée 18 sera écrasée.
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17
Rangement
LD A,add Charge l ’accumulateur A avec le contenu de l ’adresse add
ST add,A Range en mémoire à l ’adresse add le contenu de l ’accumulateur A
op A,add Réalise l ’opération op avec pour opérandes l ’accumulateur A et le contenu de l ’adresse add et range le résultat dans l ’accumulateur.
![Page 18: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Rangement
Numéros de registres
(adresses)Mémoirede données
donnée
Adresse
AccumulateurRI
Les éléments pour réaliser les rangement :- Le RI contient l ’adresse de l ’emplacement où il faut ranger en
mémoire la donnée contenue dans le l’accumulateur.- Le registre accumulateur contient la valeur à ranger dans la
mémoire.- la mémoire de données où sont mémorisée les données.
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19
Accumulateur
Registre Instruction
Re
gis
tre
ad
ress
e
Rangement
Voici une partie du chemin de données utilisé pour réaliser des rangements.
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20
Accumulateur
Registre Instruction
FF
F03
ST FFF0
Rangement
10000
Le RI contient différent l ’ adresse de la donnée à ranger. L ’adresse FFF0 est envoyée à la mémoire. La donnée 3 est rangée en mémoire à cette adresse. La donnée 10000 sera écrasée.
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21
Opérations
LD A,add Charge l ’accumulateur A avec le contenu de l ’adresse add
ST add,A Range en mémoire à l ’adresse add le contenu de l ’accumulateur A
op A,add Réalise l ’opération op avec pour opérandes l ’accumulateur A et le contenu de l ’adresse add et range le résultat dans l ’accumulateur
![Page 22: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Opérations
Mémoirede données
donnée
Adresse
Somme
AccumulateurRI
Les éléments pour réaliser les opérations UAL :- Le RI contient l ’adresse de la deuxième opérande- Le registre accumulateur contient la valeur de la deuxième
opérande- L ’UAL pour pouvoir réaliser les opérations - La mémoire de données
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23
Mémoire dedonnées
Accumulateur
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
Opérations
Voici une partie du chemin de données utilisé pour réaliser des instructions arithmétiques.
![Page 24: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/24.jpg)
24
06
Accumulateur
Registre Instruction
U.A.L.
311
112
3E 3111
Opérations
18
Le RI contient l ’ adresse de la donnée à additionnée avec la valeur contenue dans l ’accumulateur. L ’adresse 3111 est envoyée à la mémoire. La donnée 06 est extraite et est additionnée avec 12. Le résultat « 18 » est mémorisé dans l ’accumulateur.
![Page 25: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Rappel : Cycle de base
Recherche de l’instruction
Exécution de l’instruction
Pointage vers l’instruction suivante
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26
Mise en œuvre du sous ensemble
LD A,add Charge l ’accumulateur A avec le contenu de l ’adresse add
ST add,A Range en mémoire à l ’adresse add le contenu de l ’accumulateur A
op A,add Réalise l ’opération op avec pour opérandes l ’accumulateur A et le contenu de l ’adresse add et range le résultat dans l ’accumulateur.
ext Extraire une instruction de la mémoire
inc incrémenter le compteur ordinal
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27
Extraction des instructions
Mémoired'instructions
ADDCPinstruction
Écrire
Adresse d'instruction
Somme
Mémoire d'instruction Compteur de programme Additionneur
• Deux éléments d'état sont nécessaires pour stocker et accéder aux instructions, ainsi qu’un additionneur pour calculer l'adresse de la prochaine instruction.
• Pour simplifier, on suppose que le CP peut s ’auto-incrémenter.
RI
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28
Mémoired ’instructions
Accumulateur
CP
Registre Instruction
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Extraction des instructions
Voici une partie du chemin de données utilisée pour extraire des instructions et incrémenter le compteur de programme.
![Page 29: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/29.jpg)
29
34FF
Accumulateur
CP
Registre Instruction
08FF 1
Extraction des instructions
L ’adresse 08FF est envoyée à la mémoire d ’instructions. L ’instruction 34FF est extraite et mémorisée dans RI.
08F
F
34 FF
![Page 30: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Combinaison des instructions
• Nous avons vue la construction du chemin de données pour chaque instruction prise indépendamment.
• Pour obtenir le chemin complet de l ’architecture il faut combiner les différents chemins de données.
• L ’introduction d ’interrupteur (Ou de multiplexeurs) et de connexions est nécessaires pour assurer un chemin unique sans problème de conflits de données.
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31
Accumulateur
Registre Instruction
Re
gis
tre
ad
ress
e
Rangement + op
Voici une partie du chemin de données utilisé pour réaliser des rangements.
![Page 32: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Accumulateur
Registre Instruction
Re
gis
tre
ad
ress
e
Rangement + op
Voici une partie du chemin de données utilisé pour réaliser des rangements.
![Page 33: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Mémoiredonnées
Instructions
Contrôleur
H
Accumulateur
CP
Registre Instruction
U.A.L.
Re
gis
tre
ad
ress
e
1
Description générale
Vue abstraite montrant :les unités fonctionnellesles principales interconnections entre elles.
![Page 34: 1 Plan Introduction Construction d un chemin de données Définition du contrôle Exécution d'un programme Simulateur.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081516/551d9d8c497959293b8c0d69/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Contrôleur
H
Accumulateur
Compteur Ordinal
Mémoire centrale
Bus de données
Bus d’adresses
Registre Instruction
U.A.L.
CRA
CEB
EDA CEA CRI
LEC ECRCAD
PSR
LCO CCO
Unité Centrale
Reg
istr
e ad
ress
e
1
Données
Instructions
FB00
Description général