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Arquitectura de Computadores

DLX

La arquitectura DLX.

Introducción.
En este capítulo describiremos la estructura básica de una arquitectura sencilla de carga/almacenamiento denominada DLX (Pronunciado “DeLuxe”). La arquitectura del conjunto de instrucciones DLX fue presentada por primera vez en la obra “Computer Architecture: A Quantitative Approach” de Jonh Hennessy y Dave Patterson.Según sus autores, DLX es el segundo computador poliinsaturado del mundo. Se ha elegido la arquitectura del DLX sobre la base de observaciones de las primitivas utilizadas con más frecuencia en los programas. Las instrucciones más sofisticadas (y menos críticas en cuanto a rapidez) son implementadas por software mediante la ejecución de instrucciones múltiples. Al igual que muchas de las máquinasde cargas/almacenamiento más recientes, DLX hace hincapié en los siguientes aspectos: ♦ Un conjunto sencillo de instrucciones de carga/almacenamiento. (Filosofía RISC). ♦ Adecuación al diseño de unidades segmentadas (pipelining). ♦ Un conjunto de instrucciones fácilmente decodificable. (Unidad de Control sencilla). ♦ Permite que los compiladores que generen código para él sean eficientes. DLXproporciona un buen modelo de arquitectura para estudio, no sólo debido a la reciente popularidad de este tipo de máquinas, sino también a lo fácil de entender que es su arquitectura. Esta arquitectura se viene utilizando en muchas Universidades en innumerables cursos sobre Arquitectura de Computadores.

Estructura de la arquitectura DLX.
En esta sección describiremos la estructura básica del DLX ydefiniremos el conjunto de instrucciones del mismo. ♦ La arquitectura dispone de 32 registros de propósito general (GPRs) de 32 bits; el valor de R0 es siempre 0. Por otra parte, existe un conjunto de 32 registros en coma flotante (FPRs), los cuales pueden ser usados como registros de simple precisión (32 bits) o en parejas par-impar almacenando valores de doble precisión (64 bits). Se accede alos registros en coma flotante de doble precisión mediante los nombres F0, F2, ..., F28 y F30. Como es lógico, se proporcionan operaciones de simple y doble precisión. Existe un conjunto de registros especiales usados para acceder a la información sobre el estado de la máquina. El registro de estado de las operaciones en coma flotante es usado tanto en comparaciones como excepciones de comaflotante. Todos los movimientos desde o hacia los registros de estado se realizan a través de los registros de propósito general; también existe una instrucción de bifurcación que testea el valor del registro de estado de las operaciones en coma flotante. ♦ La memoria es direccionable por bytes, en modo “Big Endian” y con direcciones de 32 bits. Todas las referencias de memoria se realizan a través decargas o almacenamientos entre memoria y los GPRs o FPRs. Los accesos que involucren a los GPRs pueden realizarse a un byte (8 bits), a media palabra o

Vicente Arnau Llombart

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halfword (16 bits) o a una palabra (32 bits). Los FPRs pueden ser cargados y almacenados mediante una palabra, para simple precisión, o dos palabras, para doble precisión(usando un par de registros). Todos los accesos a memoria sobre palabras o dobles palabras deben estar alineados, esto es, deben ser direcciones múltiples de cuatro. Además, existen instrucciones para el movimiento de datos entre los GPRs y los FPRs. ♦ Todas las instrucciones son de 32 bits y deben estar alineadas. ♦ Existen unos cuantos registros especiales que pueden ser transferidos desde ohacia los registros de propósito general. Un ejemplo de registro especial es el registro de estado de coma flotante, utilizado para almacenar información sobre los resultados de las operaciones en coma flotante. También veremos, en el siguiente capítulo, que existen otros registros especiales relacionados con las operaciones vectoriales; son el registro de longitud vectorial (vlr) y el registro de...