Technische Universität München, Fakultät für Informatik

Projekt II.11 -  Optimierung, Test und Bewertung:

Optimierungsmöglichkeiten:

Im Rahmen der vorgegebenen mikroprogrammierbaren Maschine ist leider kaum Platz für weitere Optimierungsmöglichkeiten. Die Schleife im LSR-Befehl und im BSET-Befehl läßt sich nicht in weniger Takten realisieren, da die Maschine 16-Bit Wörter nur um genau eine Stelle verschieben kann.

Ein weiteres Problem brachte der Schreib-Zugriff auf den Hauptspeicher. Ein auf den Datenbus gelegtes Wort wird erst bei der Ausführung des nächsten Befehls tatsächlich geschrieben. Daher muß man einen Takt mehr einplanen. Ansonsten würde der Wert durch die Beeinflussung der folgenden IFE-Routine den nächsten Maschinenbefehl überschreiben (der Befehls-Zähler wird von IFE auf dem Adreßbus ausgegeben und dadurch würde die Adresse verwischt).

Nur der BSET-Befehl hätte vielleicht eine Optimierung bei der Berechnung der Bitmaske zugelassen. Man hätte die Bitmaske im Konstantenfeld direkt kodieren und die so vorgefertigten Befehle durch eine Verrechnung mit dem Mikro-Befehlszähler anspringen können. Dieser Versuch scheiterte aber daran, daß sich der Mikro-Befehlszähler nicht in die ALU umleiten läßt.
Der Versuch die vorgefertigten Befehle durch 4 Vergleiche auszuwählen scheiterte an dem immens hohen Mikroinstruktions-Verbrauch dieser Variante. Wir kamen hier auf etwas über 64 Mikroinstruktionen (nur für die Berechnung der Bitmaske). Ob sich dabei tatsächlich Takte hätten einsparen lassen ließ sich nicht abschätzen.

Test der Mikrobefehle:

Nach dem erfolgreichen Test der Mikrobefehle auf dem vom TGI-Lehrstuhl zur Verfügung gestellten Programm mußten noch ein paar Nachbesserungen vorgenommen werden.

• Das oben genannte Problem des Schreib-Zugriffs auf den Hauptspeicher wurde behoben. Die Implementierung wurde um den benötigten Takt erweitert.
• Bei den Mehrfach-Shift-Varianten des LSR-Befehls und bei den BSET-Befehlen mußte der Zähler auf die untersten vier Bit beschränkt werden. Ansonsten hätte die Maschine bis zu 32767 Takten benötigt.
• Die Mehrfach-Shift-Varianten des LSR-Befehls mußten um die Möglichkeit erweitert werden, um kein Bit zu schieben (also RA=0). Dieser Fall wurde abgefangen.

Außer diesen Verbesserungen lief der Test der Befehle problemlos. Die Befehle sind bereits alle in einer MPR-Datei und stehen zum weiteren Gebrauch zur Verfügung.

Bewertung der Maschine:

Die meisten Mikro-Befehle könnten beschleunigt werden, wenn die Maschine in einem Takt um mehrere Bits schieben könnte. Dann würden sich bei einem Teil der Befehle die Zeiten für die Ausführungen drastisch verkürzen.

Ein anderer Vorteil wäre die Möglichkeit, den Mikro-Befehlszähler in die ALU umzuleiten. Dadurch ließen sich manche Algorithmen der Befehle durch Befehls-Tabellen implementieren, die auch weniger Takte verbrauchen würden.

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