ステートマシンの設計
1バス構成の KITE-1 マイクロプロセッサの状態変化を以下に示します。
このように、ベクトルスタート処理、命令フェッチを経て、個々の命令に応じ
1~7クロックの実行処理行います。つまり、
1バス構成の実行フェーズ表 にしたがって処理されることが分かります。
プロセッサに必要な全ての状態を1つの大きなステートマシンとして実現する
ことも可能ですが、回路図でステートマシンを設計する場合は細かいサブステー
ト単位にわけて設計するほうが簡単です。
KITE-1プロセッサでは、以下の単位に分割すると良いでしょう。
- Hステートマシン : プロセッサの halt 状態と run 状態を識別するステート。
- Vステートマシン : ベクトルスタート処理を行うためのステート。
- Fステートマシン : 命令フェッチ処理を行うためのステート。
- Dステートマシン : デコード処理を行うためのステート。
- Eステートマシン : 実行処理を行うためのステート。 E2LOOP 等の信
号はステートマシンを制御するために命令デコード部で作成しておく必要があ
ります。(E2LOOP の信号は E2 ステートにおいて ACK チェックを行う命令群
を意味する。)
ステートを実現する順序回路が完成したら、制御信号を生成するために必要な
出力を用意しておきます。1バス構成のKITE-1プロセッサでは、以下の信号が
必要です。
RUN,V1,V12,F1,F23,F3,E1,E2,E23,E24,
E3,E4,E45,E46,E5,E6,E7
ここで、F23は命令フェッチステートマシンにおいて F2~F3と連続し
て“1”となる状態を意味している。(E23,E24,E45,E46も同様)
次は、 命令デコーダの設計 についてみていきます。
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