Critical Path (임계 경로)Single Cycle MIPS 는 말 그대로 하나의 사이클에 모든 명령어를 처리하는 CPU이다.add 명령어도, branch 명령어도, lw, sw 명령어도 모두 1Cycle에 처리한다. 이때 이 CPU의 성능을 빠르게 하려면 어떻게 할 수 있을까?간단하게 생각할 수 있는 것은 1 Cycle의 주기를 짧게 가져가는 것이다. (주파수를 높이기)그렇다면 단순히 주파수를 높이기만하면 성능도 그에 따라서 높아지기만 할까? 사실은 그렇지않다.왜냐하면 Clock Cycle Time은 Critical Path에 의해 제약을 받기 때문이다.(Critical Path == 명령어를 실행하는데 가장 긴 시간이 걸리는 경로) 현재 설계한 MIPS 회로에서 Critical Path 를 ..
Control Unit Single Cycle MIPS 에서 Control Unit은 위와 같은 구조로 되어있다.fetch한 명령어에서 Opcode를 가져와서 해석하는 Main Decoder, Funct 를 가져와서 해석하는 ALU Decoder로 구성된다.(사실 구분하지 않고 한번에 만들도록 구현할 수도 있지만, 이렇게 분리해서 구현할 수도 있다.) Opcode 를 가져오면 이를 통해 가져온 명령어의 타입이 R, I, J 중에 어떤 타입인지 알 수 있다.만약 가져온 명령어의 타입이 R 타입이 아니라면 Funct 필드로서 가져온 데이터는 무시한다. 먼저 Main Decoder가 내보내는 컨트롤 신호의 종류를 복습해보자. 1. MemToReg연산한 결과를 메모리에 쓸 지, 레지스터에 쓸 지 결정하는 플래그..
MIPS CPU의 Execute 단계가 어떻게 실행되는지 명령어의 기능에 따라 구분하여 정리하였다. 산술/논리 연산자 실행 add, sub, addi, or, and 와 같은 명령어를 실행하는 과정을 먼저 생각해보자. 우선 위 연산을 실질적으로 실행하는 유닛은 ALU 라는 유닛이 수행한다. 산술 연산과 직접적으로 관련된 명령어 포맷은 R 포맷과 I 포맷 밖에 없다. R 포맷은 모든 피연산자가 레지스터고, 연산 결과가 레지스터로 들어간다. I 포맷은 피연산자가 하나는 레지스터, 하나는 상수고, 연산 결과가 레지스터로 들어간다. 우선 피연산자 하나는 반드시 레지스터에서 오고, 연산 결과는 레지스터로 들어가는 것이 동일하므로 아래와 같이 그릴 수 있다. 이제 결정해야 하는 것은 R 포맷이면 레지스터로부터 AL..
