Contrôle 1 Mise en place du contrôle Chemin de données Mémoire Entrées Contrôle Sorties.

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1 Contrôle 1 Mise en place du contrôle Chemin de données Mémoire Entrées Contrôle Sorties

2 Contrôle 2 Mise en place du contrôle En fonction du code-op il faut : 1.Contrôler l’UAL, en envoyant les signaux de bits de contrôle qui correspondent à l’opération à réaliser. 2.Contrôler les multiplexeurs et éléments de mémorisation du chemin de données pour piloter les transferts de données.

3 Contrôle 3 Contrôle de l'UAL Fonction 000Et 001Ou 010Addition 110Soustraction 111Positionner si inférieur Entrée de contrôle de l'UAL Entrée de contrôle de l'UAL

4 Contrôle 4 Contrôle de l'UAL Code-op instruction UALOp Contrôle Opération de l'instruction Code fonction Actions UAL désirées Entrée contrôle UAL LW 00 XXXXXXaddition010 SW00XXXXXXaddition010 BEQ01Branc. si =XXXXXXsoustraction110 type R10addition100000addition010 type R10soustraction100010soustraction110 type R10ET100100et000 type R10OU100101ou001 type R10Positionne si <101010posit.si <111 Rang. mot Charg. mot Remarque : Utilisation d’outils de CAO pour réaliser la fonction est nécessaire.

5 Contrôle 5 Contrôle de l'UAL PLA Champ Fonct Contrôle Code-op UALOp Entrée de contrôle de l'UAL

6 Contrôle 6 Le bloc de contrôle de l'UAL opération2 opération1 opération0 F3 F2 F1 F0 UALOp0 UALOp1 Champ Fonct Contrôle Code-op UALOp Entrée de contrôle de l'UAL

7 Contrôle 7 Mise en place du contrôle du chemin de données Il faut maintenant introduire des signaux de contrôle pour pouvoir piloter les différents multiplexeurs

8 Contrôle 8 Les lignes de contrôle Mémoire d'instructions adresse à lire Registres Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à Ecrire 0 1 0 1 0 1 1 0 Ins 31-0 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDestLireMem MemversReg ALUop EcriMemALUSrcEcrireReg CPSrc

9 Contrôle 9 Le chemin de données avec le contrôle Mémoire d'instructions adresse à lire Registres Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Mémoire de données

10 Contrôle 10 Détermination des signaux de contrôle Pour déterminer les signaux de contrôle, on va décomposer étape par étape une instruction : de type R de chargement …

11 Contrôle 11 Résumé des étapes suivies pour les divers types Nom de l’étape Extraction de l’instruction Décodage de l’instruction, extraction des regis Exécution, Accès mémoire ou terminaison d’une instructionde type R Ecriture arrière Action pour les types R SortieUAL = A op B Reg[RI[15-11]] = SortieUAL RI = Mem[CP] CP=CP+4 A=Reg[RI[25-21]] B= Reg[RI[20-16]]

12 Contrôle 12 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Exécution d’un type R $1=$2+$3 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

13 Contrôle 13 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 4 C CP+4 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

14 Contrôle 14 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 4 C 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

15 Contrôle 15 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 25-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 4 C 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

16 Contrôle 16 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C Décodage Don.à Ecrire Code_op 2 3 1 32 $2 $3 32 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

17 Contrôle 17 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C $2+$3 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

18 Contrôle 18 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 1 0 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C Don.à Ecrire $2+$3 1 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

19 Contrôle 19 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 1 0 Ins 31-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Récapitulatif : En un seul cycle C Don.à Ecrire 0 2 3 1 32 $2 $3 $2+$3 CP+4 31-2625-2120-1615-1110-65-0 decvalfonct1320

20 Contrôle 20 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 1 0 Ins 31-0 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Récapitulatif : En un seul cycle C Don.à Ecrire 0 2 3 1 32 $2+$3 CP+4

21 Contrôle 21 La fonction contrôle 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 OP5 OP4 Op3 Op2 Op1 Op0 RegDst UALSrc MemversReg EcrireReg LireMem EcrireMem Branchement UALOp1 UALOp0 Entrées Sorties Format R

22 Contrôle 22 Résumé des étapes suivies pour les divers types Nom de l’étape Extraction de l’instruction Décodage de l’instruction, extraction des regis calcul d’adresses ou branchement Accès mémoire ou terminaison d’une Instruction de type R Ecriture arrière Action pour les REF mémoire RI = Mem[CP] CP=CP+4 A=Reg[RI[25-21]] B= Reg[RI[20-16]] Dest=CP+(ext-signe(RI[15-0])<<2) SortieUAL=A+ext- sig([15-0]) donnée-mémoire= Mem[SortieUAL] ou Mem[sortieUAL] =B Reg[RI[20-16]]= donnée-mém

23 Contrôle 23 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 25-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 1 Instruction de Chargement lw $1,100($2) 1001235 31 2625 21 20 16 15 0

24 Contrôle 24 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 4 C CP+4 1001235 31 2625 21 20 16 15 0

25 Contrôle 25 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 4 C 1001235 31 2625 21 20 16 15 0

26 Contrôle 26 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 15-11 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C Don.à Ecrire 35 2 1 100 $2 100(32) 1001235 31 2625 21 20 16 15 0

27 Contrôle 27 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg 0 1 C $2+100 Ad. lec. V 1001235 31 2625 21 20 16 15 0

28 Contrôle 28 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 1 1 0 1 Ins 31-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C Don.à Ecrire V 1V1V

29 Contrôle 29 Récapitulatif : en un seul cycle Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à Ecrire 0 1 1 0 1 Ins 31-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C 35 2 1 100 V $2 100 $2+100 V

30 Contrôle 30 Les signaux non sélectionnés Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à Ecrire 0 1 1 0 1 Ins 31-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg C 35 2 1 100 V $2 100 $2+100 V

31 Contrôle 31 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 OP5 OP4 Op3 Op2 Op1 Op0 RegDst UALSrc MemversReg EcrireReg LireMem EcrireMem Branchement UALOp1 UALOp0 Entrées Sorties Format R LW

32 Contrôle 32 Résumé des étapes suivies pour les divers types Nom de l’étape Extraction de l’instruction Décodage de l’instruction, extraction des regis Exécution, calcul d’adresses ou branchement Accès mémoire ou terminaison d’une instructionde type R Ecriture arrière Action pour les types R SortieUAL = A op B Reg[RI[15-11]] = SortieUAL Action pour les REF mémoire RI = Mem[CP] CP=CP+4 A=Reg[RI[25-21]] B= Reg[RI[20-16]] Dest=CP+(ext-signe(RI[15-0])<<2) SortieUAL=A+ext- sig([15-0]) donnée-mémoire= Mem[SortieUAL] ou Mem[sortieUAL] =B Reg[RI[20-16]]= donnée-mém Action pour les branchements if(A=B) then CP = Dest

33 Contrôle 33 La fonction de contrôle 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 x 1 x 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 x 0 x 0 0 0 1 0 1 1 OP5 OP4 Op3 Op2 Op1 Op0 RegDst UALSrc MemversReg EcrireReg LireMem EcrireMem Branchement UALOp1 UALOp0 Entrées Sorties Format R LW SW Beq Elle est complètement définie par la table de vérité

34 Contrôle 34 Mise en oeuvre du contrôle Sorties RegDst UALSrc MemversReg EcrireReg LireMem EcrireMem Branchement UALOp1 UALOp0 format R lwsw beq Entrées Op5 Op4 Op3 Op2 Op1 Op0

35 Contrôle 35 Ajouter Beq Mémoire d'instructions adresse à lire Registres Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ALU ADD CP RegDest LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Mémoire de données

36 Contrôle 36 Ajouter Beq Mémoire d'instructions adresse à lire Registres Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. 0 1 0 1 0 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ALU ADD CP RegDest LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg Mémoire de données

37 Contrôle 37 Mémoire d'instructions adresse à lire Reg.lect.1 R.D.1 R.D.2 Reg.lect.2 Reg.Ecr. Don.à lire 0 1 0 1 0 1 1 Ins 31-0 Ins 31-26 Ins 26-21 Ins 20-16 Ins 15-11 Ins 15-0 Ins 5-0 16 32 S C.ALU 0 Don.à ecr. Ad. ecr. Ad. lec. Don. lue ADD ALU D ADD CP RegDest Branchement LireMem MemversReg ALUop EcriMem ALUSrc EcrireReg