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Design 8-Stage Pipelined Processor with Cache Memory 1 - Deeper Pipelining

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Pipelining ID Stage 일반적인 MIPS architecture 의 ID stage 에서는, register file 에의 read/write 동작과 branch decision, 그리고 branch 할 address 혹은 jump 할 address 의 계산과 control signal 을 만들어내는 동작을 하게 된다 . 이를 위 그림과 같은 모습으로 pipelining 하였으며  또한 EX stage 에의 load 를 좀 더 줄이기 위하여 ALU 의 control signal generate 를 ID 0 stage 에서 initiating 하여 ALU source data 와 ALU control signal 을 EX stage 에 돌입하기 전에 모두 준비해 놓을 수 있도록 하였다 .  EX stage 에서 넘어온 동작들은 노란색 글씨로 표시하였다 .  Branch address 의 연산에는 32-bit Kogge-Stone adder 를 사용하였는데 ,  ID 0 stage 에서는 propagate, generate 의 연산과 1, 2 stage 까지를 수행하고 ID 1 stage 에서 나머지 3, 4, 5 stage 와  최종 결과값을 구하도록 하였다 . 아래 그림에 기존 ID stage 에서의 worst-case delay 를 가지는 영역과  이를 pipelining 한 모습을 표시하였다 . Pipelining EX Stage MIPS architecture 의 EX stage 에서는 ALU control signal 의 generate 와  이에 따라 forward 된 data 를 포함하여...

Design 8-Stage Pipelined Processor with Cache Memory 0 - Introduction

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위 그림은 일반적인 5-stage MIPS architecture의 모습이다. 이를 아래 그림과 같이 8-stage로, ID stage와 EX stage를 더 pipelining해서 더 높은 clock rate를 인가할 수 있는 processor를 만들어 보도록 하며 또한 cache memory를 설계하여 성능 향상을 높여 보도록 한다. 검증은 DE2-70 board를 사용하며 task list는 다음과 같다. 1) 8-Stage Pipelined Processor   (1) ID Stage Pipelining   (2) EX Stage Pipelining   (3) Hazard Control   (4) Memory Access Control 2) Cache Memory   (1) Instruction Cache   (2) Data Cache 3) Verification   (1) Sobel Edge Detector   (2) Pheripheral Controllers