ΚMΕΚMΕ Η σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων όπως η ΚΜΕ ενός Η/Υ απαιτεί συμβιβασμούς μεταξύ αντικρουόμενων παραγόντων: ΧΡΟΝΟΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣΚΟΣΤΟΣΕΠΙΦΑΝΕΙΑΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ ΙΣΧΥΣΧΡΟΝΟΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣΚΟΣΤΟΣΧΡΟΝΟΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ, ΙΣΧΥΣ, ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

ΚMΕΚMΕ Μονάδα Ελέγχου Αριθμητική – Λογική Μονάδα Κάθε σήμα ελέγχου ενεργοποιεί μία μικρολειτουργία Μονάδα Επεξεργασίας

ΚMΕΚMΕ Πρόγραμμα Assembly Εντολές Γλώσσας Μηχανής 1.Μικρολειτουργίες (ποιες?) 2.Χρονική Ακολουθία (με ποια σειρά?)

ΚΜΕ με Μετρητή Αλληλουχίας

Καταχωρητές του TRN

Moνάδα Ελέγχου του TRN

Συμβολισμός Συνθήκη:μικρολειτουργία1; μικρολειτουργία2; … όπου ‘’συνθήκη’’ είναι μία λογική έκφραση των σημάτων εισόδου του Λογικού Κυκλώματος. Οι μικρολειτουργίες 1, 2, … ενεργοποιούνται παράλληλα όταν η συνθήκη είναι αληθής R 1  R 2 op R 3 όπου R 1, R 2, R 3 καταχωρητές της ΚΜΕ και op λογικός ή αριθμητικός τελεστής. R(n i, n j ) με i < j ορίζει το περιεχόμενο των ψηφίων i μέχρι j του καταχωρητή R M[R] : το περιεχόμενο της διεύθυνσης της μνήμης Μ που δείχνει ο καταχωρητής R Read, Write, Input, Output: το αντίστοιχο σήμα ελέγχου του διαδρόμου ελέγχου γίνεται ‘’1’’

Ανάλυση εντολών σε μικρολειτουργίες Κύκλος ανάκλησης της εντολής f 0 t 0 :AR  PC; f 0 t 1 :Read; PC  PC + 1; f 0 t 2 :IR  BR; AR  BR(AP); f 0 t 3 E’D’ :F1  1; F2  1; f 0 t 3 E D’:F2  1; f 0 t 3 D:F1  1; ……. επόμενη χρονική στιγμή η t 0

Ανάλυση εντολών σε μικρολειτουργίες Κύκλος δεικτοδοτημένης αναφοράς f 1 t 0 Ε’:AR  ΙR(AP) + I; F2  1; CSC; f 1 t 0 E:AR  ΙR(AP) + I; F2  1; F1  0; CSC; Η μικρολειτουργία CSC μηδενίζει τον μετρητή αλληλουχίας ώστε η επόμενη χρονική στιγμή να είναι πάλι η t 0

Ανάλυση εντολών σε μικρολειτουργίες Κύκλος έμμεσης αναφοράς f 2 t 0 :Read; f 2 t 1 :AR  BR(AP); F1  1; CSC;

Ανάλυση εντολών σε μικρολειτουργίες Κύκλος εκτέλεσης εντολής: LDAi 1 f 3 t 0 :Read; i 1 f 3 t 1 :A  BR; F1  0; F2  0; CSC; STAi 4 f 3 t 0 :BR  A; i 4 f 3 t 1 :Write; F1  0; F2  0; CSC; INAi 9 f 3 t 0 : Incra; F1  0; F2  0; CSC; JPNi 20 f 3 t 0 S:PC  BR(AP); F1  0; F2  0;CSC; i 20 f 3 t 0 S’:F1  0; F2  0; CSC;

Σχεδίαση Μονάδας Ελέγχου Έστω ότι η μικρολειτουργία Α  Α+ΒR αντιστοιχίζεται στο σήμα ελέγχου ε 4 το οποίο γίνεται ‘1’ όταν :

Σχεδίαση Μονάδας Ελέγχου

Σχεδίαση ALU Για κάθε καταχωρητή της Αριθμητικής – Λογικής Μονάδας αναζητούμε τις μικρολειτουργίες στις οποίες εμπλέκεται Π.χ. ο συσσωρευτής επηρρεάζεται από τις κάτωθι μικρολειτουργίες

Σχεδίαση ALU