Описание работы по структурной схеме
Запуск микропроцессора осуществляется по входу SET.Производится начальная установка и тестирование. Тактирование идет по входу CLK. Микропроцессор взаимодействует с оперативной памятью через устройство управления ОП.На него возложены функции преобразования адресов (виртуальные - физические) через буферы трансляции TLB. Также он выполняет весь алгоритм замены\анализа содержимого TLB.Винчестер и НГМД находятся в одном адресном пространстве с основной памятью. Взаимодействие с периферией идет через соответствующие устройства: контроллер интерфейса клавиатуры и адаптер. Система прерывания программ имеет непосредственные связи с этими устройствами (ввод\вывод по прерываниям).Подразумевается, что внутри каждого объекта, соединенного с системной шиной, присутствует устройство разделения потока адреса\данных. Завершение работы происходит по сигналу RESET.
6. Функциональная схема кэШа
Страница выделяется процессу. Для преобразования виртуального адреса в физический она поступает в буфер трансляции адресов (TLB) - адресный КЭШ. Номер слова в физическом и виртуальном адресах совпадают, поэтому решается только задача преобразования номера страницы.
Номер виртуальной страницы (адрес внутри сегмента задается 16ти-разрядным числом, при том что размер страницы 4Кб, их максимальное число внутри сегмента-16, следовательно 4 разряда) записывается в строку ассоциативного признака. Входы D не оббозначены (загрузка на усмотрение реализующего схему). Далее номер этой страницы сравнивается (параллельно) со всеми номарами (виртуальными).В случае совпадения физический адрес страницы появляется на выходе (бит активности при этом устанавливается в 1).Когда все биты активности =1,автоматический сброс.
Если КЭШ попадания не произошло, то в действие вступает стратегия замещения страниц.
Процессом записи в строки виртуальных адресов и им соответствующих физических должен заниматься специальный модуль(контроллер).
7. Работа кэШа (стратегия замещения страниц) Идет обращение к странице. Каждой строке сопоставляется бит a(активности) .
A устанавливается в 1,если происходит КЭШ-попадание. Когда все A=1-сброс всех в 0.
да
нет
нет
да
нет
да
Дескриптор с
A=0 отправляется в страничную таблицу
Страница загружается
в ОП. Ее
дескриптор –в TLB
Страница выгружается
во внешнюю память, изменяется дескриптор
Заключение
В данном курсовом проекте была разработана гипотетическая ЭВМ с заданной вариантом конфигурацией на структурном уровне. Также был рассмотрен алгоритм работы КЭШа (на примере адресного КЭШа) и разработана функциональная схема КЭШ дескриптора (его часть).
Литература
Каган.Б.М. Электронные вычислительные машины м системы: Учеб. Пособие для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоатомиздат,1985.-552.,ил.
Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ:Учеб. Пособие для спец. ЭВМ вузов.-М.:Высш.шк.,1987.-318.:ил.
Гук М. Аппаратные средства IBM PC.Энциклопедия,2-е изд.-СПб.: Питер,2002.-928с.:ил.
AB\DB
ЦП
TLB
AD0-AD19
CLK
CB
S0-S6
ОП
READY INT INTA
SET RESET
УУОП
Винчестер
Контроллер
интерфейса клавиатуры
Адаптер
Система прерывания
программ
НГМД
Клавиатура
Монитор
Таймер
Приложение 1
Тэг (Ассоциативный признак)
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
Mod2
1
Mod2
&
&
Mod2
D R C
T
&
Mod2
&
Б
&
ит
активности
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
D
C
T
&
Mod2
1
Mod2
Mod2
&
&
D R C
T
Mod2
&
Бит активности
Виртуальная страница Физическая страница
Приложение 2