1. 31270-
‫ארכיטקטורה‬
‫ומבנה‬‫מחשבים‬
‫תכנון‬ ‫תיק‬
‫מגישים‬:
‫אהרון‬ ‫אופיר‬-301033437
‫איזיק‬ ‫עמוס‬-301705711
:‫הקורס‬ ‫מרצה‬
‫שדה‬ ‫משה‬ ‫מר‬
‫הגשה‬ ‫תאריך‬:
4.2.16
6 Segment Pipeline

2. 6 Segment Pipeline
1
‫עניינים‬ ‫תוכן‬
‫מבוא‬...........................................................................................................2
‫פקודות‬‫למימוש‬‫ב‬-CPU............................................................................2
‫קריטריונים‬‫לתכנון‬‫ה‬-CPU........................................................................2
‫תרשים‬‫מלבנים‬‫כללי‬....................................................................................3
‫תרשים‬‫מלבנים‬‫מפורט‬.................................................................................4
‫פירוט‬‫הסגמנטים‬‫ב‬-Pipeline......................................................................5
1.IF Segment........................................................................................5
2.ID Segment.......................................................................................6
.3MEM Segment..................................................................................6
4.EXE Segment....................................................................................7
5.EXE_JMP Segment..........................................................................8
6.WB Segment.....................................................................................8
‫סכמת‬‫סימולצית‬‫המעגל‬‫ב‬-Logisim............................................................9
‫מיקרו‬-‫פקודות‬............................................................................................10
‫טבלת‬‫אפשורים‬...........................................................................................12
‫תוכנית‬‫לביצוע‬..........................................................................................12
‫טבלת‬OpCodes.......................................................................................12
‫ניתוח‬‫זמן‬‫מסלול‬‫קריטי‬.............................................................................12
NOP Instructions...................................................................................13
‫טבלת‬‫צריבה‬.............................................................................................14
‫אופן‬‫פעולת‬‫המעגל‬.......................................................................................15
‫הגדרות‬‫והנחות‬‫ראשוניות‬..........................................................................15
‫יחידות‬‫החישוב‬‫במערכת‬............................................................................17
‫הוראות‬‫להפעלת‬‫המעגל‬.............................................................................18

3. 6 Segment Pipeline
2
‫מבוא‬
‫בתיק‬-‫בארכיטקטורת‬ ‫מעבד‬ ‫תכנון‬ ‫מוצג‬ ‫זה‬ ‫תכנון‬Pipelines‫מיקרו‬ ‫של‬ ‫פקודות‬ ‫יישום‬ ‫עבור‬-
‫אינטל‬ ‫חברת‬ ‫של‬ ‫בקר‬8051‫מ‬ ‫מורכב‬ ‫המעבד‬ .6-‫בלוקים‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫מזה‬ ‫זה‬ ‫המופרדים‬ ‫סגמנטים‬
‫"נועלי‬ ‫הנקראים‬"‫סגמנט‬(segment latch).
Pipeline‫כל‬ ‫לאחר‬ ‫כאשר‬ ‫אידיאלי‬ ‫נחשב‬Cycle.‫פקודה‬ ‫מסתיימת‬ ‫בודד‬
‫פקודות‬‫למימוש‬‫ב‬-CPU
DescriptionMnemonic
Add indirect RAM to Accumulator with carryiADDC A, @R
Decrement direct byteDEC direct
Exclusive-OR immediate data to AccumulatorXRL A, #data
Move direct byte to directMOV direct, direct
Jump indirect relative to the DPTRJMP @A+DPTR
i@R-‫רגיסטרים‬0R‫ו‬-1R‫המכילים‬‫נתון‬‫כ‬ ‫המשמש‬‫לז‬ ‫לפנייה‬ ‫כתובת‬‫י‬‫חיצוני‬ ‫כרון‬.
direct-8‫בזיכרון‬ ‫כתובת‬ ‫המייצגות‬ ‫סיביות‬RAM( ‫הפנימי‬0-127,)‫פקודות‬ ‫לאוגר‬ ‫או‬
‫מיוחדות‬(SFR – Special Function Register)‫בכתובות‬128-255.
DPTR-DATA POINTER‫בעל‬ ‫אוגר‬ ‫זהו‬16‫סיביות‬(2)‫בתים‬‫מוגדר‬ ‫שלנו‬ ‫בתכנון‬ ,
‫בגודל‬8-bit..‫חיצוני‬ ‫לזיכרון‬ ‫לגשת‬ ‫מנת‬ ‫על‬ ‫זה‬ ‫באוגר‬ ‫משתמשים‬
‫קריטריונים‬‫ל‬‫ה‬ ‫תכנון‬-CPU
1.DATA‫בגודל‬8-bit.
2.‫זיכרון‬RAM‫בעל‬BUS8-bit Address‫סה"כ‬ ,256-byte.
3.‫ה‬ ‫תכנון‬-CPU‫בארכיטקטורת‬PIPELINE‫בעלת‬6-.‫דרגות‬
4.‫הדגלים‬ ‫באוגר‬ ‫רלוונטיים‬ ‫דגלים‬ ‫עדכון‬-PSW.
5.‫ה‬ ‫הפקודות‬ ‫לחמשת‬ ‫רק‬ ‫יתייחס‬ ‫החומרה‬ ‫תכנון‬‫ב‬ ‫מוגדרות‬‫ה‬ ‫דרישות‬‫פרויקט‬.
6.‫יחידת‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫מנוהלים‬ ‫הבקרה‬ ‫קווי‬‫ה‬-Control Unit.
‫התכנון‬ ‫במהלך‬‫הנת‬‫ו‬‫באוגרים‬ ‫נים‬:1R–0R,A‫ו‬-DPTR‫מוגדרים‬‫מראש‬‫לפני‬
‫ביצוע‬‫הפקודה‬‫ידנית‬ ‫בצורה‬ ‫הללו‬ ‫הנתונים‬ ‫את‬ ‫להזין‬ ‫יש‬ ‫הסימולציה‬ ‫(עבור‬‫כפי‬ ,
‫בהמשך‬ ‫שיוסבר‬).
‫קיימת‬‫התייחסות‬‫חלקית‬‫ל‬‫ה‬ ‫בעיות‬-Hazards‫להתמודד‬ ‫הצלחנו‬ ‫שאיתם‬.

4. 6 Segment Pipeline
3
‫כללי‬ ‫מלבנים‬ ‫תרשים‬

5. 6 Segment Pipeline
4
‫מפורט‬ ‫מלבנים‬ ‫תרשים‬

6. 6 Segment Pipeline
5
‫ב‬ ‫הסגמנטים‬ ‫פירוט‬-ipelineP
1.IF Segment
(PC)PROGRAM COUNTER:
‫בעל‬ ‫מונה‬8‫לה‬ ‫שתפקידם‬ ‫סיביות‬‫על‬ ‫צביע‬‫כת‬‫בזיכרון‬ ‫שנמצאת‬ ‫הבאה‬ ‫הפקודה‬ ‫ובת‬‫ש‬‫מכיל‬‫את‬
‫ה‬-Opcodes‫וה‬-Operands( ‫שעון‬ ‫כל‬ ‫מתקדם‬ ‫המונה‬ .‫הרלוונטיים‬CLK)‫ב‬–1‫אם‬ ‫אלא‬ ,
‫פקודת‬ ‫הגיעה‬JMP @A+DPTR‫כאשר‬ ,‫לקפוץ‬ ‫צורך‬ ‫יש‬,‫המתקבלת‬ ‫בתוצאה‬ ‫נטען‬ ‫הוא‬
‫מה‬-ALU_OUT_2‫הרלוונטית‬ ‫לכתובת‬ ‫בהתאמה‬ ‫וקופץ‬.
‫קבלת‬ ‫בעת‬ .‫מאופשר‬ ‫ותמיד‬ ‫מעלה‬ ‫סופר‬ ‫תמיד‬ ‫זה‬ ‫מונה‬RESET‫ל‬ ‫מתעדכן‬ ‫ערכו‬-0000H.
/ ROM_OP_1 / ROM_OP_2ROM_Prog:
‫זו‬ ‫יחידה‬‫מחולקת‬‫ל‬-3‫של‬ ‫כתובות‬ ‫מרחב‬ ‫בעלי‬ ‫נפרדים‬ ‫זיכרונות‬256 BYTES‫ו‬-BUS‫נתונים‬
‫של‬24-bits‫ל‬ ‫מחולק‬ ‫אשר‬-8-bits‫עבור‬(IR) OPCODE,
8-bits‫עבור‬Operand_1‫ו‬-8-bits‫עבור‬Operand_2.
‫והיציאות‬ ‫זו‬ ‫יחידה‬ .‫לו‬ ‫המיועד‬ ‫למקום‬ ‫מנותב‬ ‫אחד‬ ‫כל‬.‫תמיד‬ ‫מאופשרות‬ ‫שלה‬
UNIT (C.U)CONTROL:
‫פקודה‬ ‫לכל‬ ‫הנדרשים‬ ‫האפשורים‬ ‫את‬ ‫מוציאה‬ ‫זו‬ ‫יחידה‬ ,‫המערכת‬ ‫של‬ ‫הבקרה‬ ‫יחידת‬ ‫זוהי‬
.‫השונים‬ ‫הסגמנטים‬ ‫בין‬ ‫במעבר‬ ‫התקדמותה‬ ‫במשך‬
‫מזיכרון‬ ‫בנויה‬ ‫זו‬ ‫יחידה‬ROM‫ה‬ ‫לפי‬ ‫צרובות‬ ‫הבקרה‬ ‫וסיביות‬-OPCODE.‫המתאים‬
‫מקמנו‬‫לפני‬‫זו‬ ‫יחידה‬‫נועל‬(IF/ID.‫ריצה‬ ‫בזמן‬ ‫בכניסה‬ ‫רצויים‬ ‫לא‬ ‫שינויים‬ ‫למנוע‬ ‫כדי‬ )
ID SEGMENT LATCH/IF:
‫חוצץ‬ ,‫הבא‬ ‫השעון‬ ‫לפולס‬ ‫עד‬ ‫שלאחריו‬ ‫הסגמנט‬ ‫עבור‬ ‫שלו‬ ‫האוגרים‬ ‫תוכן‬ ‫את‬ ‫הנועל‬ ‫חוצץ‬ ‫זהו‬
:‫האוגרים‬ ‫תוכן‬ ,‫הבקרה‬ ‫סיביות‬ ‫את‬ ‫בתוכו‬ ‫מכיל‬ ‫זה‬, OP_2 , OP_1 , IR1R-0R.
‫נועל‬‫זה‬‫מאופשר‬‫קבוע‬.

7. 6 Segment Pipeline
6
2.SegmentDI
_1MUX:
‫את‬ ‫הלאה‬ ‫להעביר‬ ‫אם‬ ‫אליו‬ ‫המגיע‬ ‫הבקרה‬ ‫קו‬ ‫ע"פ‬ ‫בוחר‬ ‫זה‬ ‫מרבב‬:‫של‬ ‫הכתובת‬
/ OP_11/ R0R,' ‫ע"י‬ ‫תמיד‬ ‫מאופשר‬ ‫זה‬ ‫מרבב‬ .‫שהגיעה‬ ‫לפקודה‬ ‫בהתאם‬1‫ברגל‬ '
MUX_EN.
MEM SEGMENT LATCH/ID:
‫מכיל‬ ‫זה‬ ‫חוצץ‬ ,‫הבא‬ ‫השעון‬ ‫לפולס‬ ‫עד‬ ‫שלפניו‬ ‫מהסגמנט‬ ‫האוגרים‬ ‫תוכן‬ ‫את‬ ‫הנועל‬ ‫חוצץ‬ ‫זהו‬
‫את‬ ‫בתוכו‬‫כתובות‬:‫האוגרים‬1R–0R,OP_1,OP_2‫לתוכ‬ ‫לכתוב‬ ‫שיש‬‫ה‬ ‫למוצא‬ ‫בהתאם‬ ,‫ם‬-
MUX,‫ש‬ ‫בעוד‬-TEMP_1‫ש‬ ‫המידע‬ ‫את‬ ‫מכיל‬‫מ‬ ‫ישירות‬ ‫מועבר‬-OP_1(‫נדרש‬ ‫כאשר‬‫לצורך‬
‫ב‬ ‫שרצה‬ ‫הפקודה‬CYCLE).
3.MEM Segment
DATARAM:
.‫שלו‬ ‫הבקרה‬ ‫רגלי‬ ‫ע"י‬ ‫המאופשר‬ ‫זיכרון‬ ‫רכיב‬
‫קו‬‫וי‬‫הבקרה‬RD/WR‫משמש‬‫ים‬‫בין‬ ‫לבחור‬‫לזיכרון‬ ‫כתיבה‬ ‫או‬ ‫קריאה‬ ‫אופציית‬.
SEGMENT LATCHEXE/MEM:
‫מכיל‬ ‫זה‬ ‫חוצץ‬ ,‫הבא‬ ‫השעון‬ ‫לפולס‬ ‫עד‬ ‫שלפניו‬ ‫מהסגמנט‬ ‫האוגרים‬ ‫תוכן‬ ‫את‬ ‫הנועל‬ ‫חוצץ‬ ‫זהו‬
‫את‬ ‫בתוכו‬‫תוכן‬:‫האוגרים‬TEMP_2,VALUE–‫שהתקבל‬ ‫האופרנד‬ ‫את‬ ‫המכיל‬‫בהתאם‬
‫ה‬ ‫לזיכרון‬ ‫שניתנה‬ ‫לכתובת‬-RAM,‫ואוגר‬A–‫כלשהו‬ ‫באופרנד‬ ‫מאותחל‬ ‫כי‬ ‫מניחים‬ ‫אשר‬
‫ל‬ ‫בנוסף‬ ‫ומשמש‬ ‫מראש‬‫שמירת‬‫ה‬ ‫סגמנט‬ ‫במוצא‬ ‫המתקבלת‬ ‫התוצאה‬-WB.

8. 6 Segment Pipeline
7
4.SegmentEXE
_1ALU:
‫ה‬ ‫תפקיד‬-ALU_1‫חיבור‬ ‫לבצע‬‫בין‬‫האופרנדים‬:TEMP_2/VALUE/A‫הפקודה‬ ‫לפי‬
‫ב‬ ‫הרצה‬-Cycle.‫הנוכחי‬‫התוצאה‬ ‫את‬‫טוענים‬ ‫אנו‬‫ל‬ ‫חזרה‬‫אוגר‬ALU_OUT_1‫בנועל‬
.‫הסגמנט‬
‫המעגל‬ ‫פעולת‬ ‫אופן‬ALU_1.‫בהמשך‬ ‫מפורט‬
PSW:
‫דגל‬ ‫את‬ ‫המכיל‬ ‫אוגר‬ ‫זהו‬-‫הנשא‬(Carry Flag)‫אחרי‬ ‫שעון‬ ‫בעליית‬ ‫מתעדכן‬ ‫הוא‬ ,‫ביצוע‬
:‫הפקודה‬i@RADDC A,‫ב‬ .‫עת‬‫אתחול‬ ‫ביצוע‬,.‫מתאפס‬ ‫זה‬ ‫אוגר‬
-‫ה‬ ‫שלנו‬ ‫לפקודות‬ ‫הרלוונטי‬ ‫הדגל‬‫וא‬‫ה‬ ‫דגל‬-CY.‫נשא‬ ‫מסמן‬ ‫זה‬ ‫דגל‬ :
LATCHEXE_JMP/EXE:
‫ב‬ ‫שהתבצע‬ ‫החישוב‬ ‫של‬ ‫התוצאה‬ ‫את‬-ALU_1‫לאוגר‬ ‫טוענים‬ ‫אנו‬ALU_OUT_1.‫בנועל‬
‫זה‬ ‫נועל‬‫את‬ ‫בנוסף‬ ‫מכיל‬‫ה‬‫אוגר‬DPTR,‫אשר‬‫הידוע‬ ‫כלשהו‬ ‫בערך‬ ‫מאותחל‬‫ביצוע‬ ‫לפני‬ ,‫מראש‬
.‫הפקודה‬

9. 6 Segment Pipeline
8
5._JMP SegmentEXE
_2ALU:
‫ה‬ ‫תפקיד‬-ALU_2:‫האופרנדים‬ ‫בין‬ ‫חיבור‬ ‫לבצע‬ALU_OUT_1‫ו‬-DPTR‫כאשר‬‫הפקודה‬
‫ב‬ ‫הרצה‬-Cycle‫הנוכחי‬:‫היא‬JMP @A+DPTR‫תבוצע‬ ‫שאליה‬ ‫הכתובת‬ ‫חישוב‬ ‫לשם‬
‫הקפיצה‬.
‫לאוגר‬ ‫טוענים‬ ‫אנו‬ ‫התוצאה‬ ‫את‬ALU_OUT_2.‫הסגמנט‬ ‫בנועל‬
‫המעגל‬ ‫פעולת‬ ‫אופן‬ALU_2.‫בהמשך‬ ‫מפורט‬
LATCHEXE_JMP/WB:
‫ב‬ ‫שהתבצע‬ ‫החישוב‬ ‫של‬ ‫התוצאה‬ ‫את‬-ALU_2‫לאוגר‬ ‫טוענים‬ ‫אנו‬ALU_OUT_2.‫בנועל‬
6.WB Segment
DEMUX:
‫רכיב‬‫זה‬‫מעביר‬‫ה‬ ‫את‬‫תוצאה‬‫ש‬‫ל‬ ‫נטענה‬-ALU_OUT_2‫היעד‬ ‫אוגר‬ ‫אל‬,‫בהתאם‬‫לקווי‬
‫הבקרה‬.

10. 6 Segment Pipeline
9
‫סכמת‬‫סימו‬‫ל‬‫המעגל‬ ‫צית‬‫ב‬-Logisim

11. 6 Segment Pipeline
10
‫מיקרו‬-‫פקודות‬
i@RADDC A,
IF/ID.IR  (PC) {ROM PROG}
IF
PC  PC+1
ID/MEM.MAR_1  IF/ID.RiID
MEM/EXE.VALUE  (MAR 1)MEM
EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_1  A+VALUE+CARRYEXE
EXE_JMP/WB.ALU_OUT_2  EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_1EXE_JMP
A  EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_2WB
DEC DIRECT
IF/ID.IR  (PC) {ROM PROG}
IF
IF/ID.OP_1  (PC) {ROM OP 1}
IF/ID.OP_2  (PC) {ROM OP 2}
PC  PC+1
ID/MEM.MAR_1  IF/ID.OP_1ID
ID/MEM.MAR_2  IF/ID.OP_2
(MAR 2)  (MAR 1) - 1MEM
NOPEXE
NOPEXE_JMP
NOPWB
NOP-‫לשינו‬ ‫גורמת‬ ‫אינה‬ ‫זו‬ ‫פקודה‬‫של‬ ‫בתכולה‬ ‫כלשהם‬ ‫יים‬
‫אלא‬ ‫האוגרים‬‫רק‬‫ה‬ ‫את‬ ‫מקדמת‬-PC‫א‬‫ל‬‫ה‬.‫הבאה‬ ‫פקודה‬

12. 6 Segment Pipeline
11
XRL A, #DATA
IF/ID.IR  (PC) {ROM PROG}
IF IF/ID.OP_1  (PC) {ROM OP1}
PC  PC+1
ID/MEM.TEMP_1  IF/ID.OP_1ID
MEM/EXE.TEMP_2  ID/MEM.TEMP_1MEM
EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_1  A XOR TEMP_2EXE
EXE_JMP/WB.ALU_OUT_2  EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_1EXE_JMP
A  EXE_JMP/WB.ALU_OUT_2WB
MOV DIRECT, DIRECT
IF/ID.IR  (PC) {ROM PROG}
IF
IF/ID.OP_1  (PC) {ROM OP1}
IF/ID.OP_2  (PC) {ROM OP2}
PC  PC+1
ID/MEM.MAR_1  IF/ID.OP_1ID
ID/MEM.MAR_2  IF/ID.OP_2
(MAR 2)  (MAR 1)MEM
NOPEXE
NOPEXE_JMP
NOPWB
JMP @A+DPTR
IF/ID.IR  (PC) {ROM PROG}IF
NOPID
NOPMEM
EXE/EXE_JMP.ALU_OUT_1  AEXE
EXE_JMP/WB.ALU_OUT_2  ALU_OUT_1+DPTREXE_JMP
PC  EXE_JMP/WB.ALU_OUT_2WB

13. 6 Segment Pipeline
12
‫אפשורים‬ ‫טבלת‬
‫ת‬‫לביצוע‬ ‫וכנית‬
0ADDC A, @R
DEC 08H
XRL A, #03H
MOV 09H, 08H
JMP @A+DPTR
‫טבלת‬OpCodes
CYCLES OPCODE HEX CONTROL BITS HEX
ADDC A, @R0 6 01 6CDB4
ADDC A, @R1 6 02 74DB4
DEC DIRECT 3 03 67C00
XRL A, #DATA 6 04 803D4
MOV DIRECT, DIRECT 3 05 66C00
JMP @A+DPTR 6 06 15B
‫בתוכנית‬ ‫שמופיע‬ ‫ראשונה‬ ‫פקודה‬ ‫כל‬ ‫עבור‬ ‫כי‬ ‫לציין‬ ‫חשוב‬,‫לחכות‬ ‫צריך‬CYCLE‫אחד‬
‫עד‬‫תתחיל‬ ‫שהתוכנית‬‫ב‬ ‫לרוץ‬-Pipe.
‫זמן‬ ‫ניתוח‬‫קריטי‬ ‫מסלול‬
1. TCLK ≥ tpdXOR + tpdMUX + tpcqValue + tsuALU_OUT_1
2. ThALU_OUT_1 ≤ tpdXOR + tpdMUX + tccqValue

14. 6 Segment Pipeline
13
snstructionINOP
ADDC A,@Ri DEC DIRECT XRL A,#DATA MOV DIRECT DIRECT JMP @A+DPTR
ADDC A, @Ri 2 1 2 1 2
DEC DIRECT 1 0 0 1 0
XRL A, #DATA 2 0 0 0 2
MOV DIRECT, DIRECT 1 1 0 1 0
JMP @A+DPTR 6 6 6 6 6
‫ה‬ ‫כמות‬-NOP(Null Operation)‫בעיות‬ ‫מניעת‬ ‫לשם‬ ‫פקודות‬ ‫בין‬ ‫לשים‬ ‫שיש‬HAZARDS.
-‫ל‬‫דוגמא‬,,‫המודגשת‬ ‫בשורה‬ ‫נתבונן‬ ‫אם‬‫פקודת‬ ‫עבור‬DEC DIRECT‫את‬ ‫ישר‬ ‫אחריה‬ ‫לשים‬ ‫נוכל‬
‫הפקודה‬XRL A, #DATA.
‫הפקודה‬ ‫את‬ ‫לשים‬ ‫נרצה‬ ‫אם‬iADDC A, @R,‫פקוד‬ ‫לשים‬ ‫נצטרך‬‫ת‬NOP‫בינ‬‫י‬.‫הם‬

15. 6 Segment Pipeline
14
‫צריבה‬ ‫טבלת‬
OP1 OP2
LD
TEMP
1
LD
MAR1
LD
MAR2 S1 S0
RD
RAM
WR
RAM
CONTROL
RAM
OE
MAR1
OE
MAR2
LD
TEMP
2
LD
ALU
OUT1
OP2
ALU
1
OP1
ALU
1
LD
PSW
LD
ALU
OUT
2
OP
ALU
2
LD
A DEMUX
MUX
PC
ADDC A, @R0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6CDB4
ADDC A, @R1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 74DB4
DEC DIRECT Addr Addr 1 1 1 1 1 1 1 67C00
XRL A, #DATA Data 0 1 1 1 1 1 1 1 803D4
MOV DIRECT,
DIRECT Addr Addr 1 1 1 1 1 1 66C00
JMP @A+DPTR
0 0 1 1 1 1 1 1 15B
NOP 0 0 0

16. 6 Segment Pipeline
15
‫אופן‬‫המעגל‬ ‫פעולת‬
‫לביצוע‬ ‫תוכנית‬
0ADDC A, @R
DEC 08H
XRL A, #03H
MOV 09H, 08H
JMP @A+DPTR
‫הגדרות‬‫והנחות‬‫ראשוניות‬
1.‫פקודת‬ ‫עבור‬DEC DIRECT:
‫להזין‬ ‫יש‬‫ב‬ ‫גם‬ ‫ממנה‬ ‫לחסר‬ ‫שנרצה‬ ‫כתובת‬ ‫אותה‬ ‫את‬-ROM OPERAND_1‫ב‬ ‫וגם‬-
ROM OPERAND_2.
2.‫פקודת‬ ‫עבור‬DIRECT,MOV DIRECT:
‫ל‬ ‫נצרוב‬-ROM OPERAND_1‫ועבור‬ ‫המקור‬ ‫כתובת‬ ‫את‬ROM OPERAND_2‫את‬
‫היעד‬ ‫כתובת‬‫ההעברה‬ ‫את‬ ‫לבצע‬ ‫נרצה‬ ‫שאליה‬.
3.‫הדגלים‬ ‫אוגר‬PSW‫מפקודת‬ ‫ורק‬ ‫אך‬ ‫מושפע‬iADDC A, @R.
4.‫על‬ ‫עובדת‬ ‫המערכת‬‫פי‬2–‫שעונים‬:
‫עבור‬ ‫אחד‬‫סגמנט‬‫ה‬-MEM‫ו‬‫השני‬‫כל‬ ‫עבור‬‫יתר‬‫יחידות‬‫ה‬-SEGMENTS‫האחרות‬.
5.‫ז‬‫י‬‫של‬ ‫התוכנית‬ ‫כרון‬‫נ‬:‫הבאה‬ ‫בצורה‬ ‫צרוב‬ ‫ו‬
‫שבמ‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫י‬‫קו‬‫שצוינה‬ ‫בטבלה‬ ‫התחשבות‬ ‫יש‬ ‫הפקודות‬ ‫ם‬‫הקודמים‬ ‫בעמודים‬
‫בנוגע‬‫ל‬‫ה‬ ‫כמות‬-NOPs‫להתקיים‬ ‫שצריכים‬‫לפקודה‬ ‫פקודה‬ ‫בין‬:
-‫בין‬‫ה‬‫פקודה‬(05) MOV DIRECT, DIRECT‫לבין‬JMP @A+DPTR(06)
‫הפרד‬ ‫לשים‬ ‫צורך‬ ‫אין‬‫ה‬‫של‬NOP.
-‫אך‬‫מאחר‬‫פקודת‬ ‫ובין‬XRL A, #DATA(04)‫ל‬‫פקודת‬ ‫בין‬
JMP @A+DPTR(06‫ב‬ ‫צורך‬ ‫יש‬ )‫של‬ ‫הפרדה‬‫פקודות‬ ‫שתי‬NOP,‫לשים‬ ‫נאלצנו‬
‫פקודת‬NOP‫בין‬‫פקודת‬MOV DIRECT, DIRECT‫לבין‬‫פקודת‬
JMP @A+DPTR.

17. 6 Segment Pipeline
16
6.‫במהלך‬‫תכנון‬,‫המערכת‬‫במטרה‬‫המערכת‬ ‫את‬ ‫לייעל‬,‫ל‬‫שם‬‫מניעת‬‫בעיית‬Data Hazard
‫בשיטת‬ ‫השתמשנו‬Data Forwarding.
‫בעיית‬Data Hazard‫שצריכה‬ ‫נוכחית‬ ‫מפעולה‬ ‫כתוצאה‬ ‫בצינור‬ "‫ל"עיקוב‬ ‫לגרום‬ ‫יכולה‬
‫פעולה‬ ‫של‬ ‫לתוצאה‬ ‫להמתין‬-.‫הסתיימה‬ ‫לא‬ ‫שעדיין‬ ‫מוקדמת‬
-‫ה‬ ‫שיטת‬ ‫נכנסת‬ ‫כאן‬-Data Forwarding‫ו‬‫ביטוי‬ ‫לידי‬ ‫באה‬‫בסגמנט‬MEM,‫כאשר‬
‫מז‬ ‫הקריאה‬ ‫תוצאת‬‫י‬‫ה‬ ‫כרון‬-RAM‫מנותבת‬‫הז‬ ‫לכניסת‬‫י‬‫כרון‬‫מתאפשרת‬ ‫ובכך‬
‫וכתיבה‬ ‫קריאה‬‫באותו‬ ‫לזכרון‬CYCLE‫בהמתנה‬ ‫צורך‬ ‫ללא‬ ,‫נוכחי‬.
‫ה‬ ‫טכניקת‬-Data Forwarding‫מ‬‫מומשת‬‫כפול‬ ‫בשעון‬ ‫שימוש‬ ‫ע"י‬‫ובכך‬‫מת‬‫אפשר‬‫ת‬
‫וכתיבה‬ ‫קריאה‬‫בודד‬ ‫שעון‬ ‫מחזור‬ ‫תוך‬.‫הסגמנטים‬ ‫שאר‬ ‫של‬
‫ביטוי‬ ‫לידי‬ ‫באה‬ ‫זו‬ ‫שיטה‬‫ה‬ ‫ביצוע‬ ‫בעת‬‫פקודות‬DEC DIRECT
‫ו‬-MOV DIRECT, DIRECT.
-‫אופן‬‫מימוש‬‫התדר‬ ‫חלוקת‬‫מתבצעת‬‫באמצעות‬D-FF:

18. 6 Segment Pipeline
17
‫ה‬ ‫יחידות‬‫ב‬ ‫חישוב‬‫מערכת‬
1.1_ALU:
‫מערכת‬‫זו‬‫כוללת‬3-‫כניסות‬‫ויצ‬‫אחת‬ ‫יאה‬‫אשר‬‫מבוקרת‬‫ע‬"‫י‬‫רגל‬‫י‬‫הבקרה‬
OP1_ALU1‫ו‬-.OP2_ALU1
‫עבור‬' 00 ':‫היציאה‬‫תהיה‬.‫מאופסת‬
‫עבור‬: ' 01 '‫היציאה‬‫תהיה‬‫שווה‬‫של‬ ‫לערך‬ ‫בערכה‬A.
‫עבור‬10 '':‫היציאה‬‫תהיה‬‫שווה‬‫של‬ ‫לערך‬ ‫בערכה‬+CARRYiA+@R.
‫עבור‬: ' 11 '‫היציאה‬‫תהיה‬‫שווה‬‫של‬ ‫לערך‬ ‫בערכה‬A XOR TEMP_2.
2.ALU_2:
‫מערכת‬‫זו‬‫כוללת‬2-‫כניסות‬‫ויצ‬‫י‬‫אה‬‫אחת‬‫אשר‬‫מבוקרת‬‫ע‬"‫י‬‫רגל‬‫הבקרה‬OP_ALU_2.
‫עבור‬' 0 '‫היציאה‬‫תהיה‬‫שווה‬‫של‬ ‫לערך‬ ‫בערכה‬ALU_OUT_1.
‫עבור‬' 1 '‫היציאה‬‫תהיה‬‫שווה‬‫של‬ ‫לערך‬ ‫בערכה‬DPTR+ALU_OUT_1.
‫בפקודת‬ ‫לטפל‬ ‫זו‬ ‫מערכת‬ ‫תפקיד‬JMP @A+DPTR.

19. 6 Segment Pipeline
18
‫המעגל‬ ‫להפעלת‬ ‫הוראות‬
1.‫המצורפים‬ ‫הקבצים‬ ‫את‬ ‫טען‬:
ROM PROG, ROM OPERAND_1, ROM OPERAND_2,
RAM DATA, CONTROL ROM
‫בהתאמה‬‫לז‬‫י‬‫המערכת‬ ‫כרונות‬.
2.‫לחצן‬ "‫ע‬ ‫המערכת‬ ‫את‬ ‫אפס‬‫ה‬-RESET.‫המעגל‬ ‫במרכז‬ ‫הממוקם‬
3.‫באוגר‬ ‫כי‬ ‫וודא‬0R‫הערך‬ ‫מוזן‬H02.
4.‫הזן‬‫ה‬ ‫את‬‫ערך‬10‫ל‬‫ה‬ ‫אוגר‬-DPTR‫לצורך‬‫ביצוע‬‫פקודת‬JMP @A+DPTR.
5.‫בעזרת‬ ‫התוכנית‬ ‫את‬ ‫הרץ‬‫על‬ ‫לחיצה‬‫השעון‬(CLK).
‫זה‬ ‫שעון‬ ‫כי‬ ‫זכור‬‫מוגדר‬‫עבור‬‫ה‬ ‫סגמנט‬-MEM‫והוא‬‫כפולה‬‫של‬‫התדר‬‫ה‬‫לשאר‬ ‫מוזן‬
‫ב‬ ‫הסגמנטים‬-PIPE.
‫ת‬ ‫לכתוב‬ ‫וברצונך‬ ‫במידה‬‫שצרוב‬ ‫ממה‬ ‫השונה‬ ‫כנית‬,‫מועד‬ ‫מבעוד‬‫לה‬ ‫עליך‬‫י‬‫בטבל‬ ‫עזר‬‫ת‬
‫הפקודות‬‫למניעת‬HAZARDS‫וכן‬‫להת‬‫י‬‫ל‬ ‫יחס‬-‫הגדרות‬‫ה‬ ‫והנחות‬‫ראשוניות‬.‫שהוצגו‬
‫תוצאות‬‫התוכנית‬:
:‫הבאות‬ ‫התוצאות‬ ‫תתקבלנה‬ ‫התוכנית‬ ‫בסיום‬
‫האוגר‬A‫בערך‬ ‫מוזן‬ ‫יהיה‬0CH‫מפעולת‬ ‫כתוצאה‬XOR‫של‬FH0(‫מוזן‬ ‫שהיה‬ ‫הערך‬
‫באוגר‬ ‫שהופיעה‬ ‫בכתובת‬0R).
‫מ‬ ‫גם‬ ‫כי‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫ה‬‫בכתובת‬ ‫ערך‬H08‫לכתובת‬ ‫הועתקה‬ ‫והתוצאה‬ ‫אחד‬ ‫הוחסר‬H09
‫שצוי‬ ‫כפי‬‫ב‬ ‫ן‬‫ה‬ ‫קוד‬.‫תוכנית‬
‫לראות‬ ‫ניתן‬‫שערך‬‫ה‬-PC"‫קפץ‬"‫ל‬‫ערך‬C1‫מ‬ ‫כתוצאה‬‫ביצוע‬‫פעולת‬‫ה‬-JMP.
‫שינויי‬‫ערכים‬‫במהלך‬‫התוכנית‬ ‫הרצת‬:
0FHA=0@RADDC A,
DEC 08H  (08H)= #04H
XRL A, #03H  A= 0CH
MOV 09H, 08H  (09H)= (08H)= #04H
JMP @A+DPTR  PC= 1CH