pipeline processor

소개

파이프라인 프로세서를 HDL로 구현한 보고서

블록도와 코드 두개가 있으며

설명을 나름대로 쉽게 할력 노력 했습니다.

그대로 베끼라고 올린것이 아닙니다.

저도 공부하면서 정보가 많이 없어서 많이 힘들었습니다.

차분히 코드를 보고 이해하신다음

직접 시뮬레이션을 해보시길 바람니다.

쿼터스 9.1 툴을 이용해서 확인해 보았습니다.
쿼터스 10.0 부터는 테스트벤치를 직접만들어서 해보아야 할 것입니다.

목차

1.파이프라인의 개념
2.각 module의 구조 및 역할
3. 블록도
4. HDL 코드 설명

본문내용

1.프로젝트 소개 :
수업시간에 배운 single cylce processor을 바탕으로 pipeline processor에 대해 공부한뒤 processor를 설계한다.

파이프라인이란?
컴퓨터에서, 파이프라인이란 프로세서로 가는 명령어들의 움직임, 또는 명령어를 수행하기 위해 프로세서에 의해 취해진 산술적인 단계가 연속적이고, 다소 겹치는 것을 말한다. 파이프라인이 없다면 컴퓨터의 프로세서는 메모리에서 첫 번째 명령어를 가지고 와서, 그것이 요구하는 연산을 수행하고, 그리고 나서 다음번 명령어를 메모리로부터 가져오는 식으로 동작한다. 명령어를 가져오는 동안에, 프로세서의 산술연산부분은 다음 명령어가 도착되기를 기다리며 쉬어야만 한다. 파이프라인을 쓰면, 컴퓨터 구조는 프로세서가 산술연산을 수행하는 동안에 다음번 명령어를 가져올 수 있으며, 그것을 다음 명령어 연산이 수행될 수 있을 때까지 프로세서 근처의 버퍼에 가져다놓는다. 명령어를 가져오는 단계는 끊임없이 계속된다. 그 결과, 주어진 시간동안에 수행될 수 있는 명령어의 수가 증가한다.
(구글 백과사전 참고.)




그림과 같이 세탁기에 비유할 수 있다. 여러대의 세탁기가 있으면 그중에 쓰고 있는 것도
있고 안 쓰고 있는 것도 있다. single cycle에서는 한 세탁기가 끝날 때 까지 기다렸다가
사용하지만 pipeline은 세탁기를 사용하는 동안 빈 세탁기가 있으면 다른 세탁기를 사용하
는 것과 같은 이치이다.

교재 406page 7,46을 참고하여 pipeline에서는
5구간(Fetch, Decode, Excute, Memory, Writeback) 으로 나누어서 일을 수행한다.

Fetch는 instruction memmory를 수행하고
Decode는 나온 명령어를 regiter에 저장 및 컨트롤
Excute는 alu 연산,
Memory는 값을 메모리에 저장하는 구간,
Writeback은 처음 자리 Fetch에 돌아가기위한 준비단계이다.

참고자료

· 없음