Karteikarten
2.2.2 Computersysteme II, Mikroarchitektur, Datenpfad
Karten in diesem Stapel (41)
- 1Was muss in der Befehlsholephase(IF) bei der Single-Cycle-Architecture bereits bereitstehen?ein PC und ein Befehlsspeicher
- 2Welche drei Arten (Types) von Befehlen gibt es bei MIPS?I-Type,
J-Type,
R-Type, - 3Wohin wird der PC bei der Single-Cycle-Architecture in der Befehlsholephase geschaltet?Auf den Adresseingang des Befehlsspeichers
- 4Was gibt der Befehlsspeicher bei der IF-Phase am "Lese-Daten"-Port aus?Das 32Bit Befehlswort, welches zu der am Adresseingang anliegenden Adresse gehört
- 5Ergänze: Mit dem Befehlswort wird die nächste Operation bestimmt, die ...?die der Prozessor als nächstes ausführt
- 6Was geschieht bei einem lw (load word)-Befehl als Erstes nachdem der Befehl aus dem Befehlsspeicher ausgegeben wurde? (Single-Cycle-Architecture)Es wird der Inhalt des Quellregisters ausgelesen
- 7Wie wird bei einem lw-Befehl der Inhalt des Quellregisters ausgelesen? (Single-Cycle-Architecture)Die Adresse für das Quellregister (rs) dient als Eingabe an Lese-Register 1 des Registersatzes.
Der Inhalt wird dann am Ausgang "Lese-Daten 1" des Registerfiles bereitgestellt - 8In welchem Teil des lw-Befehlswortes wird die Adresse des Quellregisters (rs) spezifiziert?In den Bits 21-25
oder:
Befehl[25:21] - 9Warum muss das 16Bit Immediate-Feld beim MIPS-lw-Befehl auf 32Bit erweitert werden?Weil der Offset positiv oder negativ sein kann
- 10Welche Bits des Befehlswortes spezifizieren beim lw-Befehl das unmittelbare Feld?Die Bits 0-15
oder:
[15:0] - 11Wie wird bei MIPS die effektive Adresse bei einem lw-Befehl berechnet?- Bestimmung der Basisadresse
- Bestimmung von Offset &
Vorzeichenerweiterung
- Addition beider in der ALU - 12Wie erfolgt bei MIPS die Auswahl der arithmetischen der logischen Operation, die die ALU durchführen soll?Über ein 3Bit-Steuersignal
- 13Wohin wird das Ergebnis der Adressberechnung in der ALU beim lw-Befehl verbunden? (Single-Cycle-Architecture)direkt an den Adresseingang des Datenspeichers
- 14Was geschieht beim lw-Befehl, nachdem die richtige Adresse an den Adresseingang des Datenspeichers angelegt wurde? (Single-Cycle-Architecture)Der Inhalt der entsprechenden Speicherzelle wird über den Datenausgang des Datenspeichers ("Lese-Daten") in das Zielregister ("Schreibe-Daten") geschrieben.
- 15Wohin muss der "Lese-Daten"-Ausgang des Datenspeichers beim lw-Befehl hin verbunden sein? (Single-Cycle-Architecture)Zum "Schreibe-Daten"-Eingang des Registerfiles
- 16Wo wird im lw-Befehlswort das Zielregister spezifiziert?Im rd-Feld, also den Bits 16-20:
Befehl[20:16] - 17Welches Signal muss gesetzt sein, damit beim lw-Befehl der Inhalt der Speicherzelle aus dem Datenspeicher in das Registerfile geschrieben werden kann? (Single-Cycle-Architecture)Das entsprechende Steuersignal:
"RegWrite" - 18Was ist der letzte Schritt, der vollzogen werden muss, damit der lw-Befehl vollständig ist? Wie wird dieser vollzogen? (Single-Cycle-Architecture)Erhöhung des PC um 4,
durch ein extra Addierwerk - 19Welche Funktionen bzw. Schritte sind beim sw-Befehl im Vergleich zum lw-Befehl gleich? (Single-Cycle-Architecture)- Extrahieren der Basisadresse
- Vorzeichenerweiterung des unmittelbaren Feldes
- Addition von Basisadresse u. Offset in der ALU - 20Worin unterscheidet sich (bei SCA) der sw-Befehl vom lw-Befehl?Beim sw-Befehl wird von einer zweiten Adresse des Registersatzes gelesen und es wird der ausgelesene Registerinhalt in den Datenspeicher geschrieben
- 21Wo ist beim sw-Befehl die Adresse des Registers spezfiziert, dessen Inhalt in den Speicher geschrieben werden soll?Die Adresse ist im rd-Feld des Befehlswortes (Befehl[20:16]) enthalten und wird am Eingang Lese-Register 2 bereitgestellt
- 22An welchem Ausgang des Registerfiles wird der Inhalt des im rd-Feld spezifizierten Register beim sw-Befehl ausgegeben?Am Ausgang "Lese-Daten 2"
- 23Wie ist bei MIPS der "Lese-Daten-2"-Ausgang mit dem Schreibe-Daten-Eingang des Datenspeichers verbunden?Durch einen Datenbus
- 24Wie müssen bei MIPS für den sw-Befehl die Steuersignale MemWrite und RegWrite gesetzt sein?MemWrite = 1
und
RegWrite = 0 - 25Was kennzeichnet die MIPS-R-Type Befehle?Bei diesen werden die Inhalte von zwei Register-Adressen ausgelesen und durch
ALU-Operationen verarbeitet - 26Nenne Beispiele für R-Type-Befehle der MIPS-Architektur.add, sub, and, or, slt
- 27Was wird benötigt, um eine Auswahl, zwischen dem Registerinhalt an Lese-Daten 2 oder dem vorzeichenerweiterten, unmittelbaren Feld des Befehlswortes als Operand für die ALU für R-Type Befehle zu ermöglichen?zusätzliche Multiplexer vor Schreibe-Register bzw. Schreibe-Daten des Registersatzes und einem der Eingänge der ALU
- 28Über welches Steuersignal wird bei MIPS (Single-Cycle) gesteuert, von wo der zweite ALU-Operand bezogen wird?Über das Signal "ALUsrc"
- 29Wie muss das Signal ALU-Src gesetzt werden, damit die ALU den zweiten Operanden vom Ausgang "Lese-Daten 2" des Registerfiles bezieht?auf 0
- 30Woher bezieht bei MIPS (SC) die ALU den zweiten Operanden, wenn ALUsrc = 1 ist?von dem
(vorzeichenerweiterten)
immediate-Feld - 31Wohin werden bei R-Type-Befehlen der MIPS-Architektur die Ergebnisse geschrieben?direkt in das durch den Befehl spezifizierte Register
- 32Wie muss das MemtoReg-Signal bei der MIPS (SC) für einen R-Type Befehl gesetzt werden?auf 0, da ja nicht vom Memory ins Register geschrieben wird
- 33Woher wird bei R-Type-Befehlen die Adresse für das Zielregister bestimmt?aus dem rd-Feld des Befehlswortes Befehl[15:11]
- 34Was wird das Steuersignal "RegDst" gesteuert?Wenn RegDst = 1 ist, wird Befehl[15:11] als Adresse auf den Schreibe-Register Eingang des Registerfiles geschaltet. Anderenfalls wird Befehl[20:16] als Zieladresse im Registersatz verwendet.
- 35Was macht der beq-Befehl?Beim beq-Befehl werden zwei Registerinhalte verglichen. Wenn diese übereinstimmen, wird eine Verzweigung durch das Hinzufügen eines Verzweigungs-Offsets zum PC ausgeführt
- 36Wo ist der Verzweigungs-Offset im beq-Befehlswort spezifiziert?im unmittelbaren Feld des Befehlswortes (Befehl[15:0])
- 37Warum wird beim beq-Befehl das unmittelbare Feld vorzeichenerweitert und mit 4 multipliziert?Da es sich sowohl um eine positive, als auch eine negative Zahl handeln kann
- 38Wie berechnet sich der neue Wert des Befehlszählers beim beq-Befehl?\( PC_{t+1} = PC_t +4+ SignImm << 2\)
- 39Was bewirkt das zweifache linksshiften des vorzeichenerweiterten unmittelbaren Feldes beim beq-Befehl?eine effiziente Multiplikation mit der Zahl 4
- 40Wie werden beim beq-Befehl die beiden Register-Inhalte auf Gleichheit geprüft?Dabei werden die Operanden voneinander subtrahiert. Beläuft sich das ALU-Ergebnis auf den Wert null, wird das Nullag auf 1 gesetzt.
- 41Was bewirkt das Steuersignal "PCSrc" und der zugehörige Multiplexer?UND-Verknüpfung zwischen Null-Flag und Branch-Steuersignal vom Befehlsdekodierer. Handelt es sich bei dem Befehl um eine Verzweigung, wird das Steuersignal auf 1 gesetzt und die Verzweigung kann durchgeführt werden
Informationen
- Beschreibung
- Informatik (Computersysteme II) Karteikarten am 2.2.2 Computersysteme II, Mikroarchitektur, Datenpfad, erstellt von David Bratschke am 28/12/2017.
- Erstellt von
- David Bratschke
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