Как блок управления различает Jr и другие инструкции R-типа, если они имеют одинаковый код операции?

Поскольку блок управления принимает один вход, который является opCode, Jr и другие инструкции типа R передают 000000 блоку управления. Но для Jr RegWrite должен быть равен 0. Как блок управления различает Jr и другие инструкции R-типа, если они имеют одинаковый opCode? Нужно ли передавать код функции в блок управления?

Я работаю над симулятором Mips Datapath. Я реализовал блок управления, используя логическую схему, которую нашел в конспектах лекций по компьютерной архитектуре в университете. Вы можете пока игнорировать AluOp.

this.outputs[0].changeValue(opCode == "000000"); // regdest
this.outputs[1].changeValue(opCode == "000010" || opCode == "000011"); //jump
this.outputs[2].changeValue(opCode == "000100"); //branch
this.outputs[3].changeValue(opCode == "100011"); //memread
this.outputs[4].changeValue(opCode == "100011"); // memtoreg
this.outputs[5].changeValue(
  ["000000"].includes(opCode)
    ? "10"
    : ["100011", "101011"].includes(opCode)
    ? "00"
    : opCode == "000100"
    ? "01"
    : "11" //X
); //aluop
this.outputs[6].changeValue(opCode == "101011"); //memwrite
this.outputs[7].changeValue(opCode != "000000" && opCode != "000100"); //alusrc
this.outputs[8].changeValue(
  !["101011", "000010", "000100"].includes(opCode)
); //regwrite

Вот актуальная версия симулятора: https://saliherdemk.github.io/Mips-Datapath-Simulator/

Искал более сложную, гениальную логику блока управления, но не нашел. Стандартный путь данных необходимо изменить для инструкции JR, но я ничего не нашел внутри блока управления.

Редактировать

Jr datapath выглядит так. Но поскольку opCode один и тот же, он переходит к адресу в регистре rd для всех инструкций типа R. Нужно ли нам передавать код функции в блок управления?

Схема в посте нечеткая, у вас есть ссылка на нее?

Erik Eidt 08.07.2023 21:04

Пожалуйста, смотрите дополнение к моему ответу относительно опубликованной диаграммы.

Erik Eidt 08.07.2023 21:15
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
0
2
50
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Инструкция jr не использует поле rd.

Таким образом, для этой инструкции в поле rd должно быть 0, поэтому, даже если бы RegWrite было истинным, записывался бы «нулевой регистр». Я считаю, что это относится ко всем инструкциям R-типа, включая умножение/деление, mfhi, mthi и т. д. — поле rd будет равно 0, когда инструкция не записывает регистр.

Поскольку вы должны иметь возможность обрабатывать (то есть игнорировать) записи в нулевой регистр, как, например, в add $0, $1, $1, вы можете просто обрабатывать jr таким же образом, зная, что поле rd равно нулю.

Вы можете полагаться на это или не делать этого, спросите свою курсовую работу.

Из https://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15740-f97/public/doc/mips-isa.pdf, A 4.2 Инструкция по кодированию Изображение:

Кодировка слова инструкции показана в графической форме в верхней части описание инструкции. На этом рисунке показаны значения всех постоянных полей и имена опкодов для полей опкодов в верхнем регистре. Он помечает все переменные поля с помощью имена в нижнем регистре, которые используются в описании инструкции. Поля, которые содержат нули, но не названные, являются неиспользуемыми полями, которые должны быть нулевыми. А краткое изложение форматов инструкций и определение терминов, используемых для описания содержание можно найти в Форматах инструкций ЦП на стр. A-174.


В ответ на диаграмму, которая была отредактирована для поддержки jr:

Вот такая схема! В нем отсутствует традиционная схема для j и jal, и, похоже, он заменил мультиплексор Jump для jr. На следующей диаграмме показан более традиционно используемый путь данных MIPS, который включает j и jal, но не jr.

ИМХО, они должны были начать со схемы j/jal в соответствии с моей рекомендацией, а затем добавить еще один мультиплексор для jr — но в любом случае, этот последний мультиплексор должен выбирать между jr и всем остальным, так что, да, ему понадобятся дополнительные обработки работать должным образом — ваша диаграмма эффективно сломана как есть.

Да, возможно, Control берет лишние биты (т. е. funct).

Или — и я, вероятно, выбрал бы это — его можно рассматривать как ALU control, который уже берет эти биты funct вместе с ALUOp из Control (который имеет указание на инструкции R-Type).

У ALUOp есть способ сказать ALU control использовать биты funct (когда ALUOP=2, он обращается к битам funct), что необходимо для проверки jr по сравнению с любым другим R-Type.

На самом деле, действительно нет причин дублировать ALU control, я бы просто изменил управляющий сигнал JumpReg, чтобы он исходил от ALU control, а не напрямую от Control, который, как вы указываете, не имеет достаточно информации для правильной работы с этой целью. мультиплекс Тем не менее, у ALU control есть вся информация, необходимая для понимания jr по сравнению со всем остальным, поэтому я говорю, что JumpReg должно исходить из этого.

Jr datapath выглядит так. Но поскольку opCode один и тот же, он переходит к адресу в регистре rd для всех инструкций типа R. Нужно ли нам передавать код функции в блок управления?

Он сломан и ему что-то нужно, поэтому я бы заменил JumpReg на ALU control вместо Control. Что касается внутренностей ALU control, то для этого потребуется добавить в таблицу ALUOp новую логику, а именно строку и столбец. Новая строка для сопоставления jr по ALUOp=2 и funct=jr, а также новый столбец для значения управляющего сигнала мультиплексора JumpReg, например. вывод нуля, если только jr, то 1. Я также, вероятно, переименую ALU control в Secondary Control или что-то еще более общее.

Я посмотрел несколько видео jr datapath, и все они установили regWrite на 0. но я думаю, что это правильно. На этапе кодирования инструкция jr выглядит так: 000000 00001 00000 00000 00000 001000 ($1 = 5). Поэтому он всегда пытается записать в $0. Я попытаюсь реализовать логику X (не важно) для этих узлов. Вероятно, было бы лучше, если бы Regwrite был инструкцией X for JR. Спасибо!

Phronesis 08.07.2023 14:12

В этой логике управляющий сигнал JR всегда истинен для инструкций типа R. Допустим, мы выполняем команду добавления. Сигнал управления Jr будет верным. Поскольку Jr истинно, он перейдет к адресу, хранящемуся в rs. Но это должно быть перейти на ПК + 4.

Phronesis 08.07.2023 15:03

Я не знаком с управляющим сигналом jr (я знаю о сигнале Jump и Branch). Вы имеете в виду какую-то конкретную диаграмму пути данных? Если это так, пожалуйста, поделитесь. Большинство из них неполные и/или содержат ошибки. Например, jalr и jal фиксируют обратный адрес и записывают его в $ra, также известном как $31, но это никогда не отображается.

Erik Eidt 08.07.2023 17:15

Я имею в виду JumpReg. Это позволяет перейти к адресу, полученному из регистра. Я отредактировал вопрос и симуляцию.

Phronesis 08.07.2023 20:30

Это действительно хороший подход! На самом деле, я действительно хочу, чтобы симуляция была такой же похожей, как и всем известный путь данных. Вот почему я добавил в симуляцию дополнительный мультиплексор (см. ссылку выше). Мне любопытно, какое применение в реальном мире. Если я не смогу найти полную диаграмму пути данных, я, вероятно, выберу второй подход. Большое спасибо!

Phronesis 08.07.2023 21:39

Мне нравится ваша диаграмма с добавленным мультиплексором для обработки как j, так и jr. Однако вы добавили новый мультиплексор между логикой мультиплексора Branch и мультиплексором Jump. Это означает, что вам нужно одновременно утверждать Jump и JumpReg для jr. Не уверен, что Control сможет это сделать, даже переставив JumpReg на ALU Control.

Erik Eidt 09.07.2023 00:59

Лично я, когда вношу дополнения в проект, мне нравится добавлять их в конец логики принятия решения, чтобы все другие/ранее существовавшие логические условия оставались такими, какие они есть, а новое условие было похоже на общее переопределение. новое поведение — или — старое поведение в точности как было, и точка, старое поведение без изменений.

Erik Eidt 09.07.2023 01:13

Если вы добавите этот новый мультиплексор после мультиплексора Jump, он будет находиться под контролем сигнала JumpReg только от ALU Control, и не имеет значения, подтвержден ли Jump или нет, и все же старое поведение будет сохраняться, когда нет JumpReg/jr.

Erik Eidt 09.07.2023 01:16

В начале я добавил в конец логику принятия решения. Тогда я занимался вокруг, но вы правы. Это должен быть конец проекта или (возможно) можно переключить последние входы мультиплексора. Я позабочусь о них. Также вывод Alu Control — 011 для Jr, который ведет себя как X (реализация: electronics.stackexchange.com/questions/672873/…). Может быть, мне придет в голову идея использовать этот вывод с кодом func. Но у вас вроде проще.

Phronesis 09.07.2023 12:13

Другие вопросы по теме