Sistemul de instrucțiuni al microprocesorului (arhitectura) definește aproape întotdeauna un set de registre care vor stoca datele pentru procesare de către dispozitivele funcționale ale cipului. În procesoarele cele mai simple, astfel de registre arhitecturale sunt afișate unul câte unul într-un fișier de registru fizic. În procesoare mai complexe, se utilizează redenumirea înregistrărilor, ceea ce vă permite să modificați dinamic corespondența dintre registrele hardware și cele arhitecturale în timpul rulării.
punerea în aplicare
În mod tradițional, fișierul de registru este implementat ca o serie de celule de stocare, citite pe verticală. Cuvintele sunt situate în linii orizontale (linii de cuvinte), iar atunci când citesc celule, ele dau valoarea lor liniilor de biți verticale (linii de biți). În partea de jos, aceste linii sunt conectate la amplificatoare care convertesc semnalele de la celule slăbite în timpul transmisiei la semnale booleene cu amplitudine completă. În partea stângă există decodoare, activând un șir corespunzător registrului sau registrelor ordonate. Fișierele cu registru mare sunt uneori organizate ca un mozaic al mai multor fișiere de registru simplificate și redate.
Fișierele de înregistrare conțin o linie de cuvinte pentru fiecare port, câte unul câte unul pentru fiecare bit al cuvântului pentru fiecare port de citire și două linii de biți pe bit pentru fiecare port de înregistrare. De asemenea, fiecare celulă trebuie să aibă intrări de putere Vdd și Vss. În consecință, odată cu creșterea numărului de porturi, suprafața necesară cablajului crește în mod quadratic, iar zona ocupată de tranzistori este liniară. La un moment dat, poate fi mai optim pentru zona sau întârzieri au mai multe fișiere de registru cu informații duplicat, și o jumătate de lectură porturi în fiecare fișier de un registru mare, dintr-o dată cu toate porturile de citire.
De exemplu, un fișier de registru în întregul ALU al microprocesorului MIPS R8000. 9 având un port de citire, scriere portul 4, care conține 32 de registre de 64 biți implementate pe tehnologia de proces și 0,7 microni, este dimensionat astfel încât este vizibil cu ochiul liber chiar și de la o distanță de aproximativ 30 cm.
- Decodorul este de obicei împărțit într-un decodor și decodor propriu-zis.
- Decodorul este o secvență de elemente AND (gate-AND) care expun liniile de cuvinte.
- Pentru fiecare port de citire sau scriere, este necesar un decodor. De exemplu, dacă fișierul are 4 porturi si 2 porturi de citire, aceasta va avea 6 linii de cuvinte în fiecare matrice de celule de memorie 6 și AND (AND-poarta) pentru fiecare rând în decodor.
Un fișier de registru tipic cu 3 porturi, în care puteți citi simultan din 2 registre și scrie în 1 registru, constă în celule similare cu cele descrise.
Schema de bază a celulei biți:
- Starea este stocată într-o pereche de invertoare.
- Citirea are loc prin intermediul tranzistorului NMOS pe linia de biți (tranzistorul este deschis de linia de cuvânt a acestui port)
- Datele sunt înregistrate prin închiderea uneia sau a celeilalte părți la masă prin intermediul a două tranzistoare NMOS.
Deci, fiecare port de citire necesită un tranzistor suplimentar per celulă, portul de scriere necesită 4 tranzistoare.
microarhitecturii
În multe implementări ale fișierelor de registru, nu există o protecție specială împotriva încercărilor de scriere în aceeași celulă din mai multe porturi de înregistrare. În schimb, dispozitivul de planificare trebuie să se asigure că la fiecare ciclu de ceas nu se va scrie mai mult de o instrucțiune în nicio celulă. Dacă mai multe instrucțiuni sunt scrise în aceeași celulă, numai una dintre ele trebuie să aibă o linie "enable enable" activată.
O pereche de invertoare de rezervă necesită ceva timp pentru a stabiliza starea după începerea operației de scriere, în timpul căreia citirea din celulă fie durează mai mult, fie returnează gunoi. Prin urmare, în multe implementări sunt introduse multiplexoare prin care se pot închide datele de scriere direct la porturile de citire atunci când se scrie și se citește simultan într-un singur registru. Aceste multiplexoare de comunicare sunt de multe ori doar o parte dintr-o rețea complexă de centuri ocolitoare, care trimite rezultatele direct între diferitele unități funcționale ale procesorului, fără să mai aștepte pentru intrările lor în registre. (Aceasta este, în cazul în care această măsură este una FU necesită, la datele de intrare este de ieșire a unui alt FU în ciclul anterior, acestea pot fi trimise pe șoseaua de centură și nu prin citirea și scrierea la dosar registru, care poate necesita mai multe cicluri. Citirea vine de la ocolitoare, Aceeași intrare în registru are loc simultan cu funcționarea primului FU.)
notițe
Tehnologii procesoare digitale
Vedeți ce înseamnă un "fișier de înregistrare" în alte dicționare:
Fișier - Acest termen are alte semnificații, consultați Fișier (valori). Un fișier este un bloc de informații pe un dispozitiv de stocare extern al unui computer care are o anumită reprezentare logică (pornind de la o secvență simplă ... ... Wikipedia
Înregistrează fereastra - Register fișier cu patru ferestre ca registrul de înregistrare în fereastra este una dintre metodele de organizare a muncii cu registrele procesorului, scopul căruia este de a reduce aeriene de n ... Wikipedia
UltraSPARC - procesor UltraSPARC UltraSPARC Un microprocesor de 64 biți dezvoltat de Sun Microsystems și fabricat de Texas Instruments, care utilizează ...
Execuția în afara ordinelor este o paradigmă folosită în dezvoltarea dispozitivelor de calcul pentru a îmbunătăți performanța. Caracteristica sa este că instrucțiunile vin la modulele executive, nu în ordinea urmăririi lor, ca ... Wikipedia
Cache-ul procesorului este memoria cache a cache-ului microprocesorului (cache-ul) folosit de microprocesorul computerului pentru a reduce timpul mediu de acces la memoria calculatorului. Acesta este unul dintre nivelurile superioare ale ierarhiei de memorie [1] ... Wikipedia
Pentium 4 - <
Ierarhia memoriei este Piramida ierarhiei memoriei. În partea stângă, marimea și capacitatea sunt notate, cererea centrală pentru o sursă de alimentare constantă și durata de stocare, pe dreapta, este un exemplu de memorie a acestui nivel,
- Înregistrați fișierul. Jesse Russell. Această carte va fi realizată în conformitate cu comanda dvs. privind tehnologia Print-on-Demand. Conținut de înaltă calitate prin articole WIKIPEDIA! Register file - module ... Mai multe informații Cumpărați pentru 1125 руб
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: