# 上課筆記
###### tags: `Computer Organization`

## 2021.4.19
### 一 . Introduction
1. 主軸 ： 硬體實現MISP指令的方法。
2. MISP 指令 ： 三大格式。
- I、J、R格式。
3. 暫存器的位置 ： 感覺要記下來。
- kernal運算會保留暫存器的26-27。
### 二 . ALU的資料處理
1. flow :
- PC一次一次的加上4。
- 每一次都由inst的meory讀取資料。
- 存入register。
- ALU執行。
2. R-format的處理方法 ：
- 讀出兩個register的資料。
- 經過ALU計算之後，存入reghiste

3. I-format的處理方法 ：
- 重點一：需要sign-extension，。

### 三 . ALU control signal
- 目的 ： 在general的ALU下，分別控制信號。
1. R-type :
- 不經過memory。
- 寫入暫存器。
- 不會有Pc src變化。

## 2021.5.3

### 一 . Single Cycle CPU
- ALU Control```(p43)``` : type和function組成了訊號的編碼。
- Main Control```(p44)```: 指令輸入要產生出對應的CPU行為。
- 每一個格式的讀取規都不一樣。

- Single Cycle CPU is not good .

### 二 . Pipline
- 例子 ： 洗衣服，Piplline ，一個機器是一個core。
- 讓每一個time的使用機器率達到最高。
- 生產線，每一個機器是一個工作人員。
- 指令的週期 ：
- ```IF``` : inst fetch
- ```ID``` : inst encode and register read。
- ```EX``` : execute inst
- ```MEM``` : memory access
- ```WB``` : wirte result in register
- 不一定都會用到，所以，其中『lw』會用去最多的時間。
- 所以，Single Cycle 的效率會很低。
- Pipline Hazards :
- ```Structed Hazrds``` : 指令通常需要同時存取資料和指令，所以如果放在同一個記憶單元，會有錯誤。
- ```Data Hazrds ``` : 兩個連續的指令可能需要儲存同一個暫存器。
- ```Control Hazrds```。
- 解決```Structed Hazrds``` : 將記憶單元分開。
- 一個儲存指令。
- 一個儲存資料。
- 解決```Data Hazrds``` : bubble
- 增加其他指定的等待時間。
- 解決```Data Hazrds``` : forwarding
- 增加一個多工器，可以選擇輸入的資料的來源方向。
- 但並不是所有的forwarding都可以處理所有的data hazrds。
- 可能還是需要bubble處理。
- 解決```Control Hazrds``` : 在前一個Cycle就取得狀態。
- 解決```Control Hazrds``` : 猜。
- static : 固定跳的方向。
- Dynamic : 用一個特殊的硬體紀錄最近的狀態進行預測。

### 三 . 設計Pipline
- 分割上的重新設計：
- WH 不應該從前面輸入，應該從後面輸入。
- 所以WH應該一直在多邊傳輸。
- Single Cycle

## 2021.5.10

### (補上次) . R-type 的空stage
- R-type不需要loading memory
- 為了對其loading memo的inst。

### 一 . Control Signal : Pipline Control
1. 將control message 可以一直傳下去

### 二 . 發生hazrd
1. 前面的讀的，後面寫入的register一樣。