平成 27 年度「計算機アーキテクチャ1」演習 12 解答例

平成 27 年度「計算機アーキテクチャ１」演習 12 解答例
１．プロセッサを単一クロック・サイクルの制御方式で実現する場合に、単一ポートメモリを使用する
ならば、メモリを命令メモリとデータメモリに分ける必要がある理由について説明しなさい。
プロセッサが１サイクルで処理を行うため、単一ポートのメモリを使用した場合は１サイクルで二つ
の異なるアクセスを行うことができないから。
２．簡易 MIPS を単一クロック・サイクルの制御方式で実現すること（図 4.24）を考える。主要な機能
ユニットの動作に、メモリ・ユニット：300ps、ALU と加算器：200ps、レジスタ・ファイル：100ps
要し、制御ユニット等、他での遅延は無視できるものとする。このとき、Ｒ形式、ロード、ストア、
条件分岐、ジャンプの各タイプの命令の実行時間を求め、クロック・サイクル時間を決定しなさい。
Ｒ形式：メモリ＋レジスタ＋ＡＬＵ＋レジスタ
300+100+200+100=700ps
ロード：メモリ＋レジスタ＋ＡＬＵ＋メモリ＋レジスタ 300+100+200+300+100=1000ps
ストア：メモリ＋レジスタ＋ＡＬＵ＋メモリ
300+100+200+300=900ps
条件分岐：メモリ＋レジスタ＋ＡＬＵ
300+100+200=600ps
ジャンプ：メモリ
300=300ps
よって、クロック・サイクル時間は、1000ps=1ns。

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