CẤU TRÚC, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG,ỨNG DỤNG CỦA MẠCH RISC VÀ CISC

Đ i h c ạ ọ
Kinh t -K thu t Công Nghi pế ỹ ậ ệ
( U n i v e r s i t y o f E c o n o m i c a n d T e c h n i c a l I n d u s t r i e s )
B M ô nộ : k i n t r ú c m á y t í n hế
T h c h i n : N h ó m 5 , l p T i n 7 A 1ự ệ ớ
1
NHÓM 5 - TI7A1HN
•
Thành viên nhóm:
1. Trần Thị Huyền (nhóm trưởng) V
2. Nguyễn Đức Linh V
3. Nguyễn Thị Lan V
4. Nguyễn Duy Khánh V
5. Đặng Tuấn Linh V
6. Tăng Thị Lan V
7. Lê Đăng Kính V
8. Dương Mạnh Kiên V
9. Nguyễn Hữu Kiên V
2
CÂU HỎI :
Hãy tìm hiểu lịch sử phát triển
của dòng vi sử lí CISC và RISC.
3
T NG QUAN:Ổ
CÁC DÒNG VI S LÍỬ
I/ Vi sử lí RISC
- Định hướng thiết kế
- Định nghĩa
- Nguyên lí hoạt động
- Ứng dụng
II/ Vi sử lí CISC

- Định hướng thiết kế
- Định nghĩa
- Nguyên lí hoạt động
- Ứng dụng
III/ Tổng kết
4
Định hướng thiết kế VSL RISC
•
Tổ chức lại quá trình thực thi trong bộ xử lý hoặc nhằm
giảm bớt số lần truy xuất bộ nhớ, để quá trình thực thi sẽ
nhanh hơn
•
Cần phải cắt giảm bộ vi xử lý để chỉ còn lại những bộ
phận thiết yếu của nó, để không lãng phí tài nguyên
•
Các chức năng thích hợp thực hiện bằng phần mềm hơn
là bằng phần cứng.
•
Tất cả các vi xử lý quen thuộc trước kia dường như kiệt
quệ.
•
Cần có chíp phù hợp hơn cho hệ thống nhúng.
5
undo
RISC (viết tắt của Reduced Instructions Set
Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa)
là một phương pháp thiết kế các bộ vi xử lý
(VXL) theo hướng đơn giản hóa tập lệnh, trong
đó thời gian thực thi tất cả các lệnh đều như
nhau

6
V
S
L

R
I
S
C
Định nghĩa
Tính chất vi sử lí RISC
- Có một số ít lệnh
-Có một số ít các kiểu định vị
- Có một số ít dạng lệnh
- Các lệnh đều có cùng chiều dài.
- Chỉ có các lệnh ghi hoặc đọc ô nhớ mới thâm nhập vào bộ nhớ.
- Dùng bộ tạo tín hiệu điều khiển bằng mạch điện
để tránh chu kỳ giải mã các vi lệnh làm cho thời gian thực hiện lệnh kéo dài.
-Ngoài ra các bộ xử lý RISC đầu tiên thực hiện tất cả các lệnh trong một chu kỳ máy.
Định nghĩa mạch xử lý RISC
bởi các tính chất sau:
undo
Nguyên lí hoạt động mạch RISC
8
PC/ Stack: ngăn xếp DL
P-Memory: bộ nhớ P
Instruction Decoder: giải mã
ALU: bộ số học và logic
Register set: thanh ghi thiết lập
D- Memory Interface: giao diện

bộ nhớ D
D- Memory: bộ nhớ D
Nguyên lí: thực hiện theo trình tự đọc lệnh – giải mãi lệnh – thi
hành lệnh - đọc lệnh.
Thực hiện một cách xen kẽ để đảm bảo thành phần của bộ vi sử lí
luôn hoạt động làm cho tốc độ của vi sử lí được
nâng cao nhiều lần.
undo
Ứng dụng:
9

Họ MIPS, trong các máy tính SGI

Họ POWER trong các
SuperComputers/mainframes của IBM

SPARC và UltraSPARC, trong tất cả các hệ thống
của Sun

ARM (RISC): Nhiều nhà sản xuất điện thoại di
động sử như Mokia, SamSung và nhiều game
risc
Siêu máy tính hãng SGI
10
undo
Họ POWER trong mainframes của IBM
11
undo
Hệ thống nhúng của Sun
12

undo
ARM(RISC)
13
undo
Định hướng thiết kế VSL
CISC
•
Được nghĩ ra từ những năm 1960. Vào thời kỳ này,
người ta nhận thấy các chương trình dịch khó dùng các
thanh ghi, rằng các vi lệnh được thực hiện nhanh hơn
các lệnh và cần thiết phải làm giảm độ dài các chương
trình.
•
Các đặc tính nầy khiến người ta ưu tiên chọn các kiểu ô
nhớ - ô nhớ và ô nhớ - thanh ghi, với những lệnh phức
tạp và dùng nhiều kiểu định vị. Điều này dẫn tới việc
các lệnh có chiều dài thay đổi và như thế thì dùng bộ
điều khiển vi chương trình là hiệu quả nhất.
14
Undo
Định nghĩa: VLS CISC
15

CISC (Complex Instruction Set Computer) là những
tập lệnh phức tạp trong CPU, tạo nên những máy tính
với những tập lệnh phức tạp,trong đó mỗi lệnh có thể
thực hiện một số hoạt động cấp thấp chẳng hạn phép
toán số học, và một bộ nhớ lưu trữ.
Tính chất vi sử lí CISC
16


1 Thiết kế bộ xử lý phức tạp

2 Sử dụng bộ nhớ hoặc Đăng ký-kiến trúc bộ nhớ

3 CISC là vi chương-được kiểm soát

4. Sử dụng mạnh mẽ, hướng dẫn phức tạp

5. Trừ số dòng trong mã đối tượng

6. Đòi hỏi ít bộ nhớ và ít hướng dẫn truy xuất so với RISC

7. Các chu kỳ trung bình theo hướng dẫn là rất cao

8. Lượng lớn các chế độ địa chỉ

9. Sử dụng số ít các bộ đăng ký
undo
Nguyên lí hoạt động của CISC:
17
PC
Progra
m
Memory
mPM
Data
Path
mPC
CW

Data
Memory
Nguyên lí: thực hiện theo trình
tự đọc lệnh – giải mãi lệnh – thi
hành lệnh - ghi dữ liệu.
undo
PC: khối điều khiển
Program Memory: bộ nhớ chương
trình
mPC: đọc dữ liệu
mPM: xử lí dữ liệu
CW: thanh ghi dữ liệu
Data Path: truyền dữ liệu
Data Memory: bộ nhớ lưu trữ dữ liệu
Ứng dụng: VSL CISC
18

Chíp vi sử lí của intel hoặc opteron

vi điều khiển sử dụng cấu trúc CISC như
8051, motorolla, vv
chip CISC (Intel Xeon x86 của Intel) hoặc Opteron của
AMD
19
undo
Vi điều khiển ULTRAKIT- 8051
20
undo
Tổng kết


Đi m khác bi t gi a RISC và CISC là nguyên t c ể ệ ữ ắ
th c hi n m i th trong các thanh ghi, đ c và l u ự ệ ọ ứ ọ ư
d li u vào các thanh ghi. ữ ệ

V i RISC ch ng trình đ c vi t v i nh ng l nh ớ ươ ượ ế ớ ữ ệ
đ n gi n thay vì v i m t l nh ph c t p, t ng s các ơ ả ớ ộ ệ ứ ạ ổ ố
l nh ph i đ c t b nh nhi u h n do đó cũng m t ệ ả ọ ừ ộ ớ ề ơ ấ
nhi u th i gian h n. ề ờ ơ

V i CISC ch ng trình vi t v i nh ng l nh ph c ớ ươ ế ớ ữ ệ ứ
t p vì th t ng s l nh ph i đ c it h n nên không ạ ế ổ ố ệ ả ọ ơ
m t nhi u th i gian h n.ấ ề ờ ơ
21
Thanks you
goodbye see you again
22