juniordigital 님의 블로그

마지막으로 Instruction Fecth와 Datapath를 합성해 RISC Rtype이 정상작동하는지 확인해보겠습니다.자세한 내용은 이전 페이지들을 참고해주시면 감사하겠습니다. ReadmeSynthesis된 하드웨어의 모습을 보기 위해 Quartus로 설계하였습니다. RISC 문서를 통해 자세히 설계해야하지만, 인터페이스만을 통해 설계하기에  Imm Gen, Control unit, Mux 1개를 제외하고 설계하였습니다. R type의 동작 및 테스트를 목표로 두었으며 나중에 제외한 모듈을 추가할 수 있도록 설계했습니다. RISC-V 에서는 Pipeline을 사용합니다. Fetch, Decode, Execute,Writeback 등으로 단계를 나누므로 General한 디자인을 위해 Instructio..

Datapath를 살펴보도록 하겠습니다. ReadmeSynthesis된 하드웨어의 모습을 보기 위해 Quartus로 설계하였습니다. RISC 문서를 통해 자세히 설계해야하지만, 인터페이스만을 통해 설계하기에  Imm Gen, Control unit, Mux 1개를 제외하고 설계하였습니다. R type 동작 및 테스트를 목표로 두었으며 나중에 제외한 모듈을 추가할 수 있도록 설계했습니다. RISC-V 에서는 Pipeline을 사용합니다. Fetch, Decode, Execute,Writeback 등으로 단계를 나누므로 General한 디자인을 위해 Instruction Fetch 와 Datapath로 나누어 instance를 생성했습니다.    Datapath는  Register file, ALU, ALU..

32bit RISC R-Type 을 베릴로그를 통해 설계하고 테스트벤치를 통해 확인해보겠습니다 ReadmeSynthesis된 하드웨어의 모습을 보기 위해 Quartus로 설계하였습니다. RISC 문서를 통해 자세히 설계해야하지만, 인터페이스만을 통해 설계하기에  Imm Gen, Control unit, Mux 1개를 제외하고 설계하였습니다. R type 동작 및 테스트를 목표로 두었으며 나중에 제외한 모듈을 추가할 수 있도록 설계했습니다. RISC-V 에서는 Pipeline을 사용합니다. Fetch, Decode, Execute,Writeback 등으로 단계를 나누므로 General한 디자인을 위해 Instruction Fetch 와 Datapath로 나누어 instance를 생성했습니다. RISC R ..

RISC - V 이미지로 아래의 사진을 많이 보셨을겁니다.   RISC V - R Type 의 예제를 앞서 간단히 알아보겠습니다.   RISC V는 Instruction memory가 32비트로 고정되어 있으며, bit를 어떻게 나누냐에 따라 R, I, J Type 등으로 나눌 수 있습니다. 각 Type에서 실행할 수 있는 명령어가 있으며, Register의 이름과 숫자 등이 표기되어있습니다. MIPS 는 RISC의 계열의 ISA이며, 메뉴얼, Reference를 통해 자세히 알 수 있습니다.   R type은 소스레지스터를 통해 add, sub, and, or, xor, sll, srl 등과 같은 명령어를 실행 할 수 있습니다. assembly example)addrdrs1rs2subrdrs1rs2 R..

CISC ( Complex Instruction Set Computer ) 란?복잡한 명령어 집합을 활용하는 컴퓨터 ( CPU)  ex) x-86, x86-64명령어의 크기가 다양합니다. 그렇기에 적은 명령어를 사용할 수 있지만 파이프라인을 사용할때 크기, 실행시간의 차이로 인해 여러개의 Clock이 필요합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 CPU 내부적으로 명령어를 잘게 쪼개서 실행합니다. RISC ( Reduced Instruction Set Computer ) 란?명령어의 종류가 적고, 짧은 규격화된 명령어를 사용합니다. 메모리의 접근을 최소화 하는대신 레지스터를 비교적 많이 사용한다는 특징이 있습니다. 명령어가 적어 더 많은 명령어를 사용한다는 단점이 있고 파이프라인을 사용하기 쉽다는 장접이 있습..

CPU는 클럭에 동기화 되어 작동합니다. 클럭마다 명령어를 순차적으로 실행합니다. 다음과 같은 사이클이 있다고 가정하겠습니다 . Instruction Fecth  명령어 인출Instruction Decode명령어 해독Excute Instruction 명령어 실행Wite Back저장  파이프라인 1개의 단계에 걸리는 시간이 1초일때 위와 같은 사이클은 4단계이며 명령어 1000개를 실행한다고 가정하겠습니다. 파이프라인을 사용하지 않으면 4 x 1000 = 4000초의 시간이 필요하지만 파이프라인을 사용한다면 4 + (1000 -1) = 1003 초의 시간이 걸리게 됩니다. 파이프라인을 이용해 명령어를 병렬로 처리 할 수 있다면 속도가 증가하게 될것입니다.속도를 증가하는 방법으로 Multi Core로 thr..

내부구성ALU 산술 : 덧셈, 뺄셈, 곱하기, 나눗셈 등등논리 : AND, OR, NOT 등등플래그 :종류의미부호 플래그연산한 결과의 부호를 나타냄제로 플래그연산 결과가 0인지 여부를 나타냄캐리 플래그연산 결과 올림수나 빌림수가 발생했는지를 나타냄오버플로우 플래그오버플로우가 발생했는지를 나타냄인터럽트 플래그인터럽트가 가능한지를 나타냄슈퍼바이저 플래그커널 모드로 실행 중인지, 사용자 모드로 실행 중인지를 나타냄 Register종류의미프로그램 카운터 (PC)메모리에서 가져올 명령어의 주소명령어 레지스 터 (IR)해석할 명령어메모리 주소 레지스터 (MAR)메모리의 주소를 저장메모리 버퍼 레지스터 (MBR)메모리와 주고 받을 값 ( 데이터, 명령어 )플래그 레지스터CPU의 상태, ALU의 연산결과에 대한 정보 ..

CPU를 알아보기에 앞서서 컴퓨터에 대해 간단하게 알아보겠습니다.  컴퓨터 구성으로 CPU, 메모리, 보조기억장치, 메모리 등등이 있습니다. CPU는 데이터를 연산, 산술 메모리는 데이터, 주소 저장과 같은 기능을 합니다.   개발자분들이 쓰기 쉬운 C, C++ 등과 같은 상위언어와 컴퓨터가 알아듣기 쉬운 저급언어 어셈블리어가 있습니다.컴파일과, 인터프리트 방식을통해 상위언어를 어셈블리어로 바꾸게 됩니다. CPU의 종류에 따라 어셈블리어의 명령어 종류와 개수가 바뀔 수 있습니다.  0과 1을 통해 데이터를 저장, 처리, 등을 하며 아스키코드로 문자를 표현할 수 있습니다   컴퓨터는 메모리에 저장된 명령어를 통해 데이터를 처리하며,  더해라, 빼라, 저장해라 등의 연산 코드와, 실제 값이 저장되어 있는 메..

MOSFET  MOSFET ( MOS Field Effect Transistor ) 이란 ?전압을 걸어서 전극을 형성하게 되면 전극과는 반대가 되는 캐리어 (전자, 정공) 들이 모이게 됩니다. 전압에 따른 전기장이 형성이 되고 그 효과로 동작이 되는 트랜지스터를 MOSFET 이라고 합니다. MOSFET은 N형과 P형으로 나뉘게 됩니다. 위의 그림은 N형 MOSFET이며 Gate에 + 전압을 걸어주면 채널이 형성되며 전자가 움직여 동작하게 됩니다.   동작상태를 살펴봅시다. MOSFET은 Vth 전압 (문턱전압) 이상으로 걸어줘야 작동을 하며, 그 전에 전류가 차단된 상태를 Cut Off 라고 합니다. 문턱전압 이상의 전압을 걸어줬을때 Inversion 현상으로 채널이 현상되어 전류가 통하게 된 상태를 새..

Capacitor 커패시터란?전하나 에너지를 저장할 수 있는 소자입니다   커패시터의 구조로 금속판 2개와 유전체로 구성됩니다.유전체란? 전기장 안에서 극성을 가지게 되는 절연체이며 MOS 만들때 활용되기도 합니다. 유전율에 따라 유전체 내부에 전하가 축적되며 도체간의 거리가 좁을수록, 도체의 면적이 넓을수록 캐패시터의 용량이 증가합니다. MOS Capacitor  이어서 MOS capacitor의 구조로 Metal, Oxide, Semiconductor로 이루어져있으며 Semiconductor는 Si에 음이온 또는 양이온을 주입해서 전기가 약간은 흐를수 있는 P type, N type 기판으로 만듭니다. Metal은 Semiconductor와 일함수 차이가 많이 나지않는 금속을 사용하고, Oxide는 ..