Casa > Exposició > Contingut

Microarquitectura Relació amb l'arquitectura del conjunt d'instruccions

Mar 09, 2019

L’ISA és aproximadament el mateix que el model de programació d’un processador vist per un programador o compilador d’un llenguatge de muntatge. L’ISA inclou el model d’execució, els registres de processadors, l’adreça i els formats de dades entre altres coses. La microarquitectura inclou les parts constituents del processador i la forma en què aquestes es connecten i interoperen per implementar l’ISA.


La microarquitectura d’una màquina s’acostuma a representar com a diagrames (més o menys detallats) que descriuen les interconnexions dels diferents elements microarquitectònics de la màquina, que poden ser de qualsevol cosa des de portes individuals i registres, fins a unitats lògiques aritmètiques completes (ALUs) i encara més grans elements. Aquests diagrames separen generalment la ruta de dades (on es col·loquen les dades) i el camí de control (que es pot dir per orientar les dades).


La persona que dissenya un sistema sol dibuixar la microarquitectura específica com una mena de diagrama de flux de dades. Com un diagrama de blocs, el diagrama de microarquitectura mostra elements microarquitectònics com ara la unitat aritmètica i lògica i el fitxer de registre com a símbol esquemàtic únic. Normalment, el diagrama connecta aquests elements amb les fletxes, línies gruixudes i línies fines per distingir entre els autobusos de tres estats (que requereixen un buffer de tres estats per a cada dispositiu que condueix el bus), busos unidireccionals (sempre conduïts per una única font, com ja que la forma en què el bus d’adreça en ordinadors més simples sempre és conduït pel registre d’adreça de memòria) i les línies de control individuals. Els ordinadors molt simples tenen una única organització de bus de dades: tenen un únic bus de tres estats. El diagrama d’ordinadors més complexos sol mostrar múltiples busos de tres estats, que ajuden a la màquina a fer més operacions simultàniament.


Cada element microarquitectural està representat al seu torn per un esquema que descriu les interconnexions de portes lògiques utilitzades per implementar-lo. Cada porta lògica es representa al seu torn per un diagrama de circuits que descriu les connexions dels transistors utilitzats per implementar-lo en alguna família lògica particular. Les màquines amb microarquitectures diferents poden tenir la mateixa arquitectura de conjunt d'instruccions, i així poder executar els mateixos programes. Les noves solucions de microarquitectures i / o circuits, juntament amb els avenços en la fabricació de semiconductors, són les que permeten a les noves generacions de processadors aconseguir un major rendiment mentre utilitzen la mateixa ISA.


En principi, una sola microarquitectura podria executar diferents ISAs amb només canvis menors al microcodi.