KASIRGA 4. GELİŞME RAPORU

Benzer belgeler
KASIRGA CPU TURKEY 1. Ve 2. Aşama Raporu

KASIRGA -4 Buyruk Tasarımı Belgesi Ankara

Kasırga [Gizli] KASIRGA PROJESİ 3. GELİŞME RAPORU Ankara

KASIRGA PROJESİ 2. GELİŞME RAPORU

Adresleme Yöntemleri MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Örnek MİB ile Adresleme. Adresleme Yöntemleri. Doğal Adresleme. İvedi Adresleme

Adresleme Yöntemleri MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. İşlenenin Yeri. Örnek MİB Buyruk Yapısı. İvedi Adresleme. Adresleme Yöntemleri. Bellek. Kütükler.

İvme VGA, İvme s_2.1 fiziksel işlemci çekirdeğinin, çalışan iç yapısının herhangi bir simülasyon olmaksızın fiziksel olarak dış dünyaya aktarımıdır.

TBİL-405 Mikroişlemci Sistemleri Bölüm 2 1- % %01010 işleminin sonucu hangisidir? % %11000 %10001 %10101 %00011

Bahar Dönemi. Öğr.Gör. Vedat MARTTİN

Yrd.Doç.Dr. Celal Murat KANDEMİR. Kodlama (Coding) : Bir nesneler kümesinin bir dizgi (bit dizisi) kümesi ile temsil edilmesidir.

Temel Mikroişlemci Tabanlı Bir Sisteme Hata Enjekte Etme Yöntemi Geliştirilmesi. Buse Ustaoğlu Berna Örs Yalçın

2011 Bahar Dönemi. Öğr.Gör. Vedat MARTTİN

Bilgisayar Temel kavramlar - Donanım -Yazılım Ufuk ÇAKIOĞLU

C Dersi Bölüm 1. Bilgisayar Donanımı

BILGISAYAR ARITMETIGI

BM-311 Bilgisayar Mimarisi. Hazırlayan: M.Ali Akcayol Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Merkezi İşlem Birimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. MİB Yapısı. MİB in İç Yapısı. MİB Altbirimleri. MİB in İç Yapısı

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Tipik bir mikrobilgisayar sistemin yapısı ve çalışması hakkında bilgi sahibi olabilme

Von Neumann Mimarisi. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar 1

SPARC v8 İŞLEMCİ SİMÜLASYONU

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

Mikroişlemcilerde Aritmetik

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

Merkezi İşlem Birimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. MİB Yapısı. MİB Altbirimleri. Durum Kütüğü. Yardımcı Kütükler

İŞLEMCİLER (CPU) İşlemciler bir cihazdaki tüm girdilerin tabii tutulduğu ve çıkış bilgilerinin üretildiği bölümdür.

ANAKARTLAR. Anakartın Bileşenleri

Mikrobilgisayar Donanımı

CPU TURKEY CPU-KULIS MİKROİŞLEMCİSİ ÇALIŞMA RAPORU

Anakart ve Bileşenleri CPU, bellek ve diğer bileşenlerinin bir baskı devre (pcb) üzerine yerleştirildiği platforma Anakart adı

DSP DONANIMI. Pek çok DSP için temel elemanlar aşağıdaki gibidir.

BBM 231 Yazmaçların Aktarımı Seviyesinde Tasarım! Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar Müh. Bölümü

BTP 207 İNTERNET PROGRAMCILIĞI I. Ders 8

NB Ekran Seri Port Üzerinden Veri Okuma/Yazma. Genel Bilgi Protokol Oluşturma Veri Okuma Veri Yazma

BİL 361 BİLGİSAYAR MİMARİSİ VE ORGANİZASYONU Güz Dönemi ÖDEV 1

Bilgisayarların Gelişimi

İşlem Buyrukları MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları

İşletim Sistemleri (Operating Systems)

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

Bu derste! BBM 231 Yazmaçların Aktarımı Seviyesinde Tasarım! Yazmaç Aktarımı Düzeyi! Büyük Sayısal Sistemler! 12/25/12

BÖLÜM FORMÜLLER ve OTOMATİK TOPLAM Formüller

Düşünelim? Günlük hayatta bilgisayar hangi alanlarda kullanılmaktadır? Bilgisayarın farklı tip ve özellikte olmasının sebepleri neler olabilir?

ECEM ERDURU GAMZE SERİN ZEHRA SABUR EMİNE ÖLMEZ. o TAMSAYILAR KONUSU ANLATILMAKTADIR

XC8 ile PİC uygulamaları

BİL-142 Bilgisayar Programlama II

Mikrobilgisayarlar ve Assembler. Bahar Dönemi. Vedat Marttin

MİKROİŞLEMCİ MİMARİLERİ

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

İşletim Sistemlerine Giriş

Mikrobilgisayarlar. Mikroişlemciler ve. Mikrobilgisayarlar

GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BM-404 BİLGİ GÜVENLİĞİ LABORATUVARI UYGULAMA FÖYÜ

Merkezi İşlem Birimi Kavramı (CPU)

K uark projesi. Temel Özellikler :

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Bilgisayar Organizasyonu BIL

Çalışma Açısından Bilgisayarlar

Hem lw hem de sw komutlarının ofseti 16-bitlik işaretli tamsayıdır.

PORTLAR Bilgisayar: VERİ:

Sistem Programlama. Kesmeler(Interrupts): Kesme mikro işlemcinin üzerinde çalıştığı koda ara vererek başka bir kodu çalıştırması işlemidir.

Komutların Yürütülmesi

Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Giriş

PASCAL PROGRAMLAMA DİLİ YAPISI

MEHMET ÇEKİÇ ORTAOKULU

Görüntü Bağdaştırıcıları

Bilgisayar Donanım 2010 BİLGİSAYAR

Yrd. Doç. Dr. Caner ÖZCAN

DERS 7 PIC 16F84 PROGRAMLAMA İÇERİK. PIC 16F84 örnek programlar Dallanma komutları Sonsuz döngü

BİLGİSAYARIN TEMEL BİLEŞENLERİ

Giriş MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Elektronik Öncesi Kuşak. Bilgisayar Tarihi. Elektronik Kuşak. Elektronik Kuşak. Bilgisayar teknolojisindeki gelişme

LCD (Liquid Crystal Display)

BLG2109 BİLGİSAYAR DONANIMI DERS 3. Öğr. Grv. Aybike ŞİMŞEK

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

Embedded(Gömülü)Sistem Nedir?

Adresleme Modları. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Temel Bilgi Teknolojileri -1

Bit, Byte ve Integer. BIL-304: Bilgisayar Mimarisi. Dersi veren öğretim üyesi: Yrd. Doç. Dr. Fatih Gökçe

Hacettepe Robot Topluluğu

Bilgisayar en yavaş parçası kadar hızlıdır!

BİLGİ TEKNOLOJİLERİ SMO103

MİKROBİLGİSAYAR SİSTEMLERİ VE ASSEMBLER

AND Komutu. and hedef, kaynak

BİLGİSAYAR MİMARİSİ. Bilgisayar Bileşenleri Ve Programların Yürütülmesi. Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

Bilgisayar Donanım ANAKART ÜZERĐNDE YER ALAN GĐRĐŞ/ÇIKIŞ (I/O) BAĞLANTI NOKTALARI

Mikrobilgisayar Mimarisi ve Programlama

TOSHIBA C55-C- 11RSatellite Ci5-5200U 2.20GHz 8GB 1TB 2GB 930M 15.6" INTEL CI5-5200U 2,2GHZ

DOĞU AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ BAHAR BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BLGM-324 BİLGİSAYAR MİMARİSİ DENEY #6

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LOJİK DEVRELERİ LABORATUVARI DENEY RAPORU

Mikroçita. Mikroçita Rapor 2:

Elektroniğe Giriş 1.1

Temel Kavramlar-2. Aşağıda depolama aygıtlarının kapasitelerini inceleyebilirsiniz.

Prof. Dr. Doğan İbrahim Yakın Doğu Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Biyomedikal Mühendisliği, Bölümü Tel:

Donanımlar Hafta 1 Donanım

DONANIM. 1-Sitem birimi (kasa ) ve iç donanım bileşenleri 2-Çevre birimleri ve tanımlamaları 3-Giriş ve çıkış donanım birimleri

FPGA Kullanarak 16 Bitlik Mikroişlemci Tasarımı Designing of a 16 bit Microprocessor by Using FPGA

PROGRAMLAMAYA GİRİŞ DERS 2

DERS 10 İŞLETİM SİSTEMİ ÇALIŞMA PRENSİBLERİ VE HATA MESAJLARI

Bilgisayar Mimarisi Nedir?

Algoritma ve Programlamaya Giriş

BİLGİSAYAR MİMARİSİ. İkili Kodlama ve Mantık Devreleri. Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı 8.Hafta

Yrd.Doç.Dr. Celal Murat KANDEMİR

Transkript:

KASIRGA 4. GELİŞME RAPORU 14.07.2008 Ankara

İçindekiler İçindekiler... 2 Giriş... 3 Kasırga Birimleri... 3 Program Sayacı Birimi... 3 Bellek Birimi... 3 Yönlendirme Birimi... 4 Denetim Birimi... 4 İşlem Birimi... 4 Kaydırma Birimi... 4 Çarpma Birimi... 4 Dallanma Birimi... 5 Diğer Birimler... 5 Kasırga Çevre Birimleri... 5 Rs 232 Denetleyicisi... 5 VGA Denetleyicisi... 6 PS/2 Denetleyicisi... 6 Sonuç... 6

Giriş Cpu Turkey yarışması 2. Aşaması olan Fiziksel İşlemci tasarımı için Kasırga nın son sürümü gerçeklenmiştir. Kasırga 1 ve Kasırga 2 işlemcilerinden sonra, Kasırga nın son sürümü olan Kasırga 3 işlemcisi yarışmanın Fiziksel tasarım dalına yetiştirilmiştir. Kasırga 3, 16 bitlik bir RISC işlemcidir. Buyruk yarışma için verilen temel buyruklarla birlikte eklenen in, out, bgt ve blt buyruklarından oluşur. Kasırga 1 ile tasarlanan bu buyruk kümesi tüm Kasırga işlemcilerinde temel alınmış ve gerçeklenmiştir. Kasırga 3 te fiziksel olarak temel özellik, daha önce davranışsal model olarak yazılmış olan Kasırga 1 ve 2 yerine modüller halinde tasarlanmış olmasıdır. Bu şekilde herhangi bir birimde daha kolay iyileştirme yapılabilecektir. Kasırga Birimleri Kasırga 3 işlemcisinin özelliği modüler olmasıdır. 4 Aşamalı (Getir Çöz- Yürüt - Yaz) Kasırga boru hattı gerçeklenmiştir. Boru hattı sorunları olan yönlendirme ve dallanma sorunları ise bu sorunlar için özelleşmiş birimler ile çözülmektedir. Boru hattı dolduğunda her buyruk tek bir vuruşta işlenmektedir, ancak yükleme (lw) buyruğunda bellek gecikmesi nedeniyle bir vuruş beklenmektedir. Yine dallanma buyruklarında tahmin sonucu yanlış olduğu durumlarda 1 vuruş beklenir. Program Sayacı Birimi Program sayacı birimi giriş olarak mevcut program sayacı değerini ve anlık değeri alır. Çıkış olarak yeni program sayacını verir. Yeni program sayacı değeri işlenen buyruğun türüne göre PS + 1 PS 1 PS Anlık Değer Olabilir. Normal buyruklarda değer 1 artırılırken, yükleme buyruklarında senkronizasyon sağlanması için program sayacı değeri sabit bırakılır, durdurma buyruğunda PS - 1 ile tekrar durdurma buyruğunun çekilmesi ve işlemcinin durdurlması sağlanır. Koşulsuz dallanma (bl, ba) buyruklarında ise anlık değer program sayacı olarak verilir. Program sayacı işlemcinin yürütüme başladığı noktadır. Bellek Birimi Belleğin veri genişliği 16 bittir ve 12 bitle adreslenmektedir. İki kapılı belleğin A kapısından buyruk alış verişi, B kapısından ise veri alış verişi yapılmaktadır. Bu şekilde buyruk ve veri alış verişi sırasında çakışma olması önlenmiş olur. Bellek birimi 16 bit ile adreslendiğinde kullanılan block memory karta sığmadığı için adresleme boyutu 12 bit ile sınırlanmıştır. Kasırga belleği 16

bit ile adresleyecek durumdadır. Bellek oluşturulması için Xilinx Core Generator kullanılmaktadır. Yönlendirme Birimi Boru hattının dolayısıyla işlemcinin temel sorunlarından olan verilerin bağımlılığı sorunları yönlendirme ile çözülmektedir. Değerler yazılmadan onlara ihtiyaç duyan buyruklara gerekli değerler çoklayıcılardan seçilerek gönderilir. 2. ve 3. aşamalarda bulunan bu çoklayıcılar yönlendirme birimi tarafından kontrol edilir. Birime giriş olarak işlenmekte olan buyruk kendinden önceki buyrukların yazmaçlara yazıp yazmadığına bakarak değerin yazmaç öbeği girişlerinden mi ya da AMB vb. işlem birimlerinin çıkışlarından mı alınacağına karar verir. Bu sırada önceki buyrukların çarpma olup olmaması da üst yazmacına değer yazılmış olacağından farklılık göstermektedir. Denetim biriminden, önceki iki buyruğun çarpma olup olmadığına dair sinyaller yönlendirme birimine girmektedir. Denetim Birimi Denetim birimi tüm işlemciye hangi anda nasıl çalışacağını bildiren sinyallerin gönderildiği yerdir. Denetim birimi bu yönüyle işlemcinin çalışmasını sağlamaktadır. Denetim birimine bellekten çekilen buyruğun ilk 7 biti giriş olarak verilir. Bir de dallanma biriminden gelen dallanma tahmininin doğruluğunu bildiren bit giriş olarak verilir. Çıkış olarak ise o buyruğun her bir aşaması için gereken denetim değerleri dizisi verilir. Denetim dizisinin ilk biti o aşamanın değerlerinin anlamlı olup olmadığını da bildirir. Yanlış tahmin durumlarında boru hattı boşaltılırken anlamsız aşamlarda değerler değiştirilmez. Bunu sağlamak için denetim dizisi ilk bitine bakılır. İşlem Birimi İşlem birimi toplama, çıkarma, ve, veya, özel veya işlemlerinin bunların yanısıra karşılaştırma işlemini gerçekleştirmektedir. İşlem biriminden çıkan değerler sıfır, büyüktür ve küçüktür bayraklarını etkilemektedirler. Kaydırma Birimi A girişinden verilen değeri B girişinden verilen değeri son 4 biti ile kaydıran birimdir. Kaydırma işlemi sağ/sol yönlerinde ve aritmetik veya mantıksal kaydırma olabilir. Tüm bunları bildiren denetim değerleri kaydırma birimine girmektedir. Kaydırma birimi çıkışı 16 bitlik sonuçtur. Çarpma Birimi A ve B girişinden giren 16 bitlik sayıları işaretli ya da işaretsiz çarparak alt ve üst olarak 16 bitlik iki çıkıştan veren birimdir.

Dallanma Birimi Kasırga 3 te yapılan bir iyileştirme de dallanma tahminidir. Sabit tahmin yapılarak programın hiçbir zaman dallanmayacağı öngörülmüştür. Buna göre program sayacı değiştirildikten sonra 3. aşamada bulunan dallanma biriminde tahminin doğruluğunun kontrolüyle birlikte programa aynen devam edilir ya da yanlış çekilmiş olan buyruk anlamsız kabul edilip boru hattından çıkarılır. Dallanma birimine giriş olarak dallanma buyruğunun program sayacı ve bayraklar alınır. Çıkış ise yeni program sayacı değeri ve tahminin doğruluğunu bildiren sinyaldir. Ayrıca tahmin doğruluğu sinyali ile belleğin girişindeki çoklayıcı kontrol edilerek doğru program sayacı değeri verilmesi sağlanır. Diğer Birimler Kasırga da bu ana birimler haricinde 2 tane 11 bitlik anlık değeri 16 bite çıkaracak genişetici ve 1 adet değişik büyüklüklerde çoklayıcı kullanılmıştır. Bunların yanısıra aşamalar arasındaki değerleri tutan değişik boyutlarda yazmaçlar kullanılmıştır. Kasırga Çevre Birimleri Kasırga çevre birimleri rs 232 denetleyicisi, VGA (monitör) denetleyicisi ve PS/2(klavye) denetleyicisinden oluşmaktadır. Rs 232 Denetleyicisi Rs 232 seri bir iletişim şeklidir. Kasırga da seri port denetleyicisinin görevi buyrukların belleğe yazılması ve programın başlatılmasını sağlamaktır. Bu nedenle büzenleyici birime girenler

program yükleme çalıştırma modu anahtar değeri ve portu dinleyici modülden gelen 8 bitlik verilerdir. Kart bellekte yazılacak adresi ve yazılacak buyruğu çıkış olarak vermektedir. VGA Denetleyicisi Kart ile monitor VGA portu üzerinden haberleşmektedirler. Kasırga da VGA modülü girişine gelen 8 bitlik değerleri karakter rom undan okuduğu değere göre ascii olarak ekrana basar. Bu şekilde metinler harf harf ekrana girilerek oluşturulabilir. PS/2 Denetleyicisi Kasırga da bulunan in buyruğunun kullanım anlam bulması açısından önemli bir birimdir. Kalvyeden gelen değerler denetleyici yardımıyla okunarak in buyruğu ile birlikte birikece yazılır. Ancak klavyede 17 Khz olan klavye hızı 50 Mhz lik saate bağlanmış olan Kasırga üzerinde çalışıtırıldığında tuşa basılınca gelen tek veriyi birçok kez okumaktadır. Bu da ekranda görmeyi zorlaştırmaktadır. Sonuç Projenin fiziksel tasarım aşamasında her yeni atılan adım beraberinde farklı ve güzel fikirleri de beraberinde getirdi. Bu şekilde Kasırg 3 ile yarışmaya teslim edilen tasarım da daha önemli bir noktaya geldi. Komut kümesinin yenilenmesi, yazmaç sayısının değiştirilmesi vb. iyileştirme ve yenilikler işlemci üzerinde yapılırken, klavye ve monitör düzenleyicileri ile birlikte sistem bilgisayara daha yakın bir hale gelmiştir. Sonuçta Kasırga nın temellerinin atıldığı bu projede daha fazla zaman olduğunda çok farklı işler ortaya çıkarılacağı muhakkaktır.