lb, lbu: laden eines bytes
lh, lhu: Laden eines Halbwortes
lw: Laden eines Wortes
ld*: Laden eines Doppelwortes
la*: Laden einer Addresse
li*: Laden eines Immidiate Wertes
sb: Speichern eines Bytes
sh: Speichern eines Halbwortes
sw: Speichern eines Wortes
sd*: Speichern eines Doppelwortes
addi, addu, addiu
sub
mult, multu
div, divu
rem*, abs*, neg*, not*
and, andi
or, ori
xor, xori
Datenbewegungsbefehle
arithmetisch logische Befehle
Schiebe und Rotationsbefehle
Gleitkommabefehle
Multimediabefehle
Programmsteuerbefehle
Systemsteuerbefehle
Synchronisationsbefehle
Nulladdressformat
Einaddressformat
Zweiaddressformat
Dreiaddressformat
Little-Endian
Big-Endian
Einzelbit
Ganzzahl
Gleitkomma
Multimedia
Byte
Halbwort
Wort
Doppelwort
singned
unsigned
packed
unpacked
bcd
ascii
ieee-754-std
f=(-1)\^s * 1.m * 2\^(e-b)
32: Einfache Genauigkeit
64: Doppelte Genauigkeit
80: Erweitertete
Lade- und Speicherarchitektur
Register- Speicherarchitektur
Speicher-Speicher-Architektur
Stack- und Kellerarchitektur
Akkumulatorarchitektur
Intel 8087 - ATAM 862 Atmel
Registeraddressierung
Unmittelbare Addressierung
Direktwertaddressierung
Direkte Addressierung
Register Indirekte Addressierung
Registerindirekte Addressierung mit Autoinkrement/Dekrement
Registerindirekte Addressierung mit Verschiebung
Indizierte Addressierung
Indizierte Addressierung mit Verschiebung
Steuereinheit
1.) Befehlsdekodierer
2.) Funktionsdekodierer
OpCode
RegDst
RegWrite
Branch
ALU-Src
ALU-Op
Mem-ToReg
MemWrite
MemToReg
MemWrite
Branch
ALU-Src
ALU-Op
RegDst
RegWrite
Funktionsdekodierer
Befehlsdekodierer
ALU
Datenspeicher
Befehlsspeicher
Befehlsz"ahler
Registersatz
Vorzeichenerweiterungseinheit
4 x MUX
1 x AND
2 x Addierer
1 x Bit Shifter
Funktionsdekodierer
1.) ALU-Op
2.) Func
3.) ALU-Operanden
Datenspeicher:
- Lesedaten
- Schreibedaten
- Addresse
- WE
Registersatz:
- Lesedaten-1
- Lesedaten-2
- Schreibedaten
- Lese-Register-1
- Lese-Register-2
- Schreiberegister
- WE
ALU:
- ALU-Ergebnis
- Null
AND:
- PCSrc
Befehlsdekodierer
- Lesedaten
- Addresse
Befehlsz"ahler
- PC (t)
- PC (t+1)
ALU-Op Func ALU-Operanden
00 x 010 - add
x1 x 110 - sub
1x 100000 010 - add
OpCode RegDst RegWrite Branch ALU-Src MemToReg MemWrite ALU-Operanden
r-type 000 000 1 1 0 0 0 0 10
Verzweigungsbefehle
1.) Bedingt
2.) Unbedingt
- eq: equal
- ne: not equal
- lt: less than
- le: less than equal
- ge: greater then equal
- gt: greater than
Absolut: Branch
Befehlsz"ahlerrelativ: Jump
Befehlsz"ahlerindirekt: Jump Register
JAL: Jump and Link: Speichern zus"atzlich die Addresse des Befehls die dem Sprungbefehl folgt
j, b*, jr
jal
jalr
beqz*, bnez*
beq, bne
bgtz, bgez
bltz, blez
bgtz, bgez
blt, ble
bgt, bge
PC_neu = PC_alt + (i << 2)
PC_neu = PC_alt \& (0xf000 0000) | (i << 2)
Pipeline Prinzip
Pipeline Stufe
Pipeline Register
1.) Befehl holen
2.) Befehl dekodieren
3.) Operanden der ALU bereitstellen
4.) Operation in der ALU ausf"uhren
5.) Operanden in Architekturregister zur"uckschreiben
IF - Instruction Fetch
ID - Instruction Decode/Register Fetch
EX - Execute Address, address calculation
MEM - Memory Access
WB - Write Back
1.) Datenkonflikte
2.) Steuerflusskonflikte
3.) Struktur und Ressourcenkonflikte
1.) In Order Issue in Order Completion
2.) Out Of Order Issue Out Of Order Completion
VLIW - Very Long Instruction Word
1.) Statische Sprungvorhersage
1.1.) Predict Always Taken
1.2.) Predict Always Not Taken
1.3.) Predict Backward Taken forward not Taken
2.) Dynamisch
2.1.) Ein Bit Pr"adiktor: Taken, Not Taken
2.2.) Zwei Bit: Predict Strongly Taken, weakly Taken, Strongly Not Taken, weakly not taken