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.

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 обозначены (загрузка на усмотрение реализующего схему). Далее номер этой страницы сравнивается (параллельно) со всеми номерами (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).

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).

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