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7/27/2019 sp98-quiz1_soln

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U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , B e r k e l e y

C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g

C o m p u t e r S c i e n c e D i v i s i o n | E E C S

S p r i n g 1 9 9 8 D . A . P a t t e r s o n

Q u i z 1 S o l u t i o n s

C S 2 5 2 G r a d u a t e C o m p u t e r A r c h i t e c t u r e

N o t e s f o r f u t u r e s e m e s t e r s : T h i s q u i z w a s l o n g . I f w e w e r e g o i n g t o g i v e t h i s q u i z a g a i n , w e

w o u l d p r o b a b l y d r o p t h e t h i r d p a r t o f q u e s t i o n 2 , a n d p a r t s b , c , a n d i o f q u e s t i o n 3 .


2/12

Q u e s t i o n 1 : C a l c u l a t e y o u r C a c h e

A c e r t a i n s y s t e m w i t h a 3 5 0 M H z c l o c k u s e s a s e p a r a t e d a t a a n d i n s t r u c t i o n c a c h e , a n d a u n i e d

s e c o n d - l e v e l c a c h e . T h e r s t - l e v e l d a t a c a c h e i s a d i r e c t - m a p p e d , w r i t e - t h r o u g h , w r i t e - a l l o c a t e

c a c h e w i t h 8 k B y t e s o f d a t a t o t a l a n d 8 - B y t e b l o c k s , a n d h a s a p e r f e c t w r i t e b u e r n e v e r c a u s e s

a n y s t a l l s . T h e r s t - l e v e l i n s t r u c t i o n c a c h e i s a d i r e c t - m a p p e d c a c h e w i t h 4 k B y t e s o f d a t a t o t a l

a n d 8 - B y t e b l o c k s . T h e s e c o n d - l e v e l c a c h e i s a t w o - w a y s e t a s s o c i a t i v e , w r i t e - b a c k , w r i t e - a l l o c a t e

c a c h e w i t h 2 M B y t e s o f d a t a t o t a l a n d 3 2 - B y t e b l o c k s .

T h e r s t - l e v e l i n s t r u c t i o n c a c h e h a s a m i s s r a t e o f 2 . T h e r s t - l e v e l d a t a c a c h e h a s a m i s s

r a t e o f 1 5 . T h e u n i e d s e c o n d - l e v e l c a c h e h a s a l o c a l m i s s r a t e o f 1 0 . A s s u m e t h a t 4 0 o f

a l l i n s t r u c t i o n s a r e d a t a m e m o r y a c c e s s e s ; 6 0 o f t h o s e a r e l o a d s , a n d 4 0 a r e s t o r e s . A s s u m e

t h a t 5 0 o f t h e b l o c k s i n t h e s e c o n d - l e v e l c a c h e a r e d i r t y a t a n y t i m e . A s s u m e t h a t t h e r e i s n o

o p t i m i z a t i o n f o r f a s t r e a d s o n a n L 1 o r L 2 c a c h e m i s s .

A l l r s t - l e v e l c a c h e h i t s c a u s e n o s t a l l s . T h e s e c o n d - l e v e l h i t t i m e i s 1 0 c y c l e s . T h a t m e a n s

t h a t t h e L 1 m i s s p e n a l t y , a s s u m i n g a h i t i n t h e L 2 c a c h e , i s 1 0 c y c l e s . M a i n m e m o r y a c c e s s t i m e

i s 1 0 0 c y c l e s t o t h e r s t b u s w i d t h o f d a t a ; a f t e r t h a t , t h e m e m o r y s y s t e m c a n d e l i v e r c o n s e c u t i v e

b u s w i d t h s o f d a t a o n e a c h f o l l o w i n g c y c l e . O u t s t a n d i n g n o n - c o n s e c u t i v e m e m o r y r e q u e s t s c a n

n o t o v e r l a p ; a n a c c e s s t o o n e m e m o r y l o c a t i o n m u s t c o m p l e t e b e f o r e a n a c c e s s t o a n o t h e r m e m o r y

l o c a t i o n c a n b e g i n . T h e r e i s a 1 2 8 - b i t b u s f r o m m e m o r y t o t h e L 2 c a c h e , a n d a 6 4 - b i t b u s f r o m

b o t h L 1 c a c h e s t o t h e L 2 c a c h e . A s s u m e a p e r f e c t T L B f o r t h i s p r o b l e m n e v e r c a u s e s a n y s t a l l s .

a 2 p o i n t s W h a t p e r c e n t o f a l l d a t a m e m o r y r e f e r e n c e s c a u s e a m a i n m e m o r y a c c e s s m a i n

m e m o r y i s a c c e s s e d b e f o r e t h e m e m o r y r e q u e s t i s s a t i s e d ? F i r s t s h o w t h e e q u a t i o n , t h e n t h e

n u m e r i c r e s u l t .

I f y o u d i d n o t t r e a t a l l s t o r e s a s L 1 m i s s e s :

= L 1 m i s s r a t e L 2 m i s s r a t e

= . 1 5 . 1 0

= 1 . 5

I f y o u t r e a t e d a l l s t o r e s a s L 1 m i s s e s :

= o f d a t a r e f t h a t a r e r e a d s L 2 m i s s r a t e + o f d a t a r e f t h a t a r e w r i t e s L 1 m i s s

r a t e L 2 m i s s r a t e

= . 4 . 1 + . 6 . 1 5 . 1

= 4 . 9

b 3 p o i n t s H o w m a n y b i t s a r e u s e d t o i n d e x e a c h o f t h e c a c h e s ? A s s u m e t h e c a c h e s a r e

p r e s e n t e d p h y s i c a l a d d r e s s e s .

D a t a = 8 K 8 = 1 0 2 4 b l o c k s = 1 0 b i t s

I n s t = 4 K 8 = 5 1 2 b l o c k s = 9 b i t s

L 2 = 2 M 3 2 = 6 4 k b l o c k s = 3 2 k s e t s = 1 5 b i t s

2


3/12

Q u e s t i o n 1 c o n t i n u e d

c 3 p o i n t s H o w m a n y c y c l e s c a n t h e l o n g e s t p o s s i b l e d a t a m e m o r y a c c e s s t a k e ? D e s c r i b e b r i e y

t h e e v e n t s t h a t o c c u r d u r i n g t h i s a c c e s s .

L 1 m i s s , L 2 m i s s , w r i t e b a c k .

1 + 1 0 + 2 1 0 1 = 2 1 3 c y c l e s

N o t e t h a t t h e t i m e t o r e a d a n L 2 c a c h e l i n e f r o m m e m o r y i s 1 0 1 c y c l e s t h e r s t 1 6 B r e t u r n s

i n 1 0 0 c y c l e s ; t h e n e x t 1 6 r e t u r n t h e n e x t c y c l e .

d 4 p o i n t s W h a t i s t h e a v e r a g e m e m o r y a c c e s s t i m e i n c y c l e s i n c l u d i n g i n s t r u c t i o n a n d d a t a

m e m o r y r e f e r e n c e s ? F i r s t s h o w t h e e q u a t i o n , t h e n t h e n u m e r i c r e s u l t .

I f y o u d i d n o t t r e a t a l l s t o r e s a s L 1 m i s s e s :

A M A T

t o t a l

=

1

1 4

A M A T

i n s t

+

4

1 4

A M A T

d a t a

A M A T = L 1 h i t t i m e + L 1 m i s s r a t e L 2 h i t t i m e + L 2 m i s s r a t e m e m t r a n s f e r t i m e

A M A T

i n s t

= 1 + 0 . 0 2 1 0 + . 1 0 1 . 5 1 0 1 = 1 . 5 0 3

A M A T

d a t a

= 1 + . 1 5 1 0 + . 1 0 1 . 5 1 0 1 = 4 . 7 7 2 5

A M A T = 2 . 4 4

N o t e t h a t t h e m e m t r a n s f e r t i m e i s m u l t i p l e d b y 1 . 5 t o a c c o u n t f o r w r i t e b a c k s i n t h e L 2 c a c h e .

I f y o u t r e a t e d a l l s t o r e s a s L 1 m i s s e s :

A M A T

t o t a l

=

1

1 4

A M A T

i n s t

+

2 4

1 4

A M A T

l o a d s

+

1 6

1 4

A M A T

s t o r e s

A M A T = L 1 h i t t i m e + L 1 m i s s r a t e L 2 h i t t i m e + L 2 m i s s r a t e m e m t r a n s f e r t i m e

A M A T

i n s t

= 1 + 0 . 0 2 1 0 + . 1 0 1 . 5 1 0 1 = 1 . 5 0 3

A M A T

l o a d s

= 1 + . 1 5 1 0 + . 1 0 1 . 5 1 0 1 = 4 . 7 7 2 5

A M A T

s t o r e s

= 1 + 1 1 0 + . 1 0 1 . 5 1 0 1 = 2 6 . 1 5

A M A T = 4 . 8 8

N o t e t h a t t h e m e m t r a n s f e r t i m e i s m u l t i p l e d b y 1 . 5 t o a c c o u n t f o r w r i t e b a c k s i n t h e L 2 c a c h e .

3


4/12

Q u e s t i o n 2 : T o m a s u l o ' s R e v e n g e

U s i n g t h e D L X c o d e s h o w n b e l o w , s h o w t h e s t a t e o f t h e R e s e r v a t i o n s t a t i o n s , R e o r d e r b u e r s , a n d

F P r e g i s t e r s t a t u s f o r a s p e c u l a t i v e p r o c e s s o r i m p l e m e n t i n g T o m a s u l o ' s a l g o r i t h m . A s s u m e t h e

f o l l o w i n g :

O n l y o n e i n s t r u c t i o n c a n i s s u e p e r c y c l e .

T h e r e o r d e r b u e r h a s 8 s l o t s .

T h e r e o r d e r b u e r i m p l e m e n t s t h e f u n c t i o n a l i t y o f t h e l o a d b u e r s a n d s t o r e b u e r s .

A l l F U s a r e f u l l y p i p e l i n e d .

T h e r e a r e 2 F P m u l t i p l y r e s e r v a t i o n s t a t i o n s .

T h e r e a r e 3 F P a d d r e s e r v a t i o n s t a t i o n s .

T h e r e a r e 3 i n t e g e r r e s e r v a t i o n s t a t i o n s , w h i c h a l s o e x e c u t e l o a d a n d s t o r e i n s t r u c t i o n s .

N o e x c e p t i o n s o c c u r d u r i n g t h e e x e c u t i o n o f t h i s c o d e .

A l l i n t e g e r o p e r a t i o n s r e q u i r e 1 e x e c u t i o n c y c l e . M e m o r y r e q u e s t s o c c u r a n d c o m p l e t e i n t h i s

c y c l e . F o r t h i s p r o b l e m , a s s u m e t h a t , b a r r i n g s t r u c t u r a l h a z a r d s , l o a d s i s s u e i n o n e c y c l e ,

e x e c u t e i n t h e n e x t , w r i t e i n t h e t h i r d , a n d a d e p e n d e n t i n s t r u c t i o n c a n s t a r t e x e c u t i o n o n

t h e f o u r t h .

A l l F P m u l t i p l y o p e r a t i o n s r e q u i r e 4 e x e c u t i o n c y c l e s .

A l l F P a d d i t i o n o p e r a t i o n s r e q u i r e 2 e x e c u t i o n c y c l e s .

O n a C D B w r i t e c o n i c t , t h e i n s t r u c t i o n i s s u e d e a r l i e r g e t s p r i o r i t y .

E x e c u t i o n f o r a d e p e n d e n t i n s t r u c t i o n c a n b e g i n o n t h e c y c l e a f t e r i t s o p e r a n d i s b r o a d c a s t

o n t h e C D B .

I f a n y i t e m c h a n g e s f r o m B u s y " t o N o t B u s y " , y o u s h o u l d u p d a t e t h e B u s y " c o l u m n

t o r e e c t t h i s , b u t y o u s h o u l d n o t e r a s e a n y o t h e r i n f o r m a t i o n i n t h e r o w u n l e s s a n o t h e r

i n s t r u c t i o n t h e n o v e r w r i t e s t h a t i n f o r m a t i o n .

A s s u m e t h e a l l r e s e r v a t i o n s t a t i o n s , r e o r d e r b u e r s , a n d f u n c t i o n a l u n i t s w e r e e m p t y a n d n o t

b u s y w h e n t h e c o d e s h o w b e l o w b e g a n e x e c u t i o n .

T h e V a l u e " c o l u m n g e t s u p d a t e d w h e n t h e v a l u e i s b r o a d c a s t o n t h e C D B .

I n t e g e r r e g i s t e r s a r e n o t s h o w n , a n d y o u d o n o t h a v e t o s h o w t h e i r s t a t e .

4


5/12


a 4 p o i n t s T h e t a b l e s b e l o w s h o w t h e s t a t e a f t e r t h e c y c l e i n w h i c h t h e s e c o n d S U B I f r o m t h e

c o d e b e l o w i s s u e d . S h o w t h e s t a t e a f t e r t h e n e x t c y c l e .

L p : L D F 0 , 0 R 1

L D F 2 , 0 R 2

M U L T D F 4 , F 0 , F 2

A D D D F 6 , F 0 , F 0

S U B I R 1 , R 1 , 8

S U B I R 2 , R 2 , 8

A D D I R 3 , R 3 , 1

R e s e r v a t i o n s t a t i o n s

N a m e

B u s y O p V j V k Q j Q k D e s t

A d d 1

N A D D D F 0 F 0 4

A d d 2

A d d 3

M u l t 1

Y M U L T D F 0 F 2 3

M u l t 2

I n t 1

Y S U B I R 2 8 6

I n t 2

Y A D D I R 3 1 7

I n t 3

Y S U B I R 1 8 5

R e o r d e r b u e r

E n t r y

B u s y I n s t r u c t i o n S t a t e D e s t i n a t i o n V a l u e

1

N L D F 0 , 0 R 1 C o m m i t F 0 M e m 0 R 1

2

N L D F 2 , 0 R 2 C o m m i t F 2 M e m 0 R 2

3

Y M U L T D F 4 , F 0 , F 2 E x e c u t e F 4

4

Y A D D D F 6 , F 0 , F 0 W r i t e F 6 F 0 + F 0

5

Y S U B I R 1 , R 1 , 8 E x e c u t e R 1

6

Y S U B I R 2 , R 2 , 8 E x e c u t e R 2

7

Y A D D I R 3 , R 3 , 1 I s s u e R 3

8

F P r e g i s t e r s t a t u s

F i e l d

F 0 F 2 F 4 F 6 F 8 F 1 0 F 1 2 . . . F 3 0

R e o r d e r

1 2 3 4 . . .

B u s y

N N Y Y . . .

5


6/12


b 8 p o i n t s T h e t a b l e s b e l o w s h o w t h e s t a t e d u r i n g t h e c y c l e i n w h i c h t h e s e c o n d M U L T D f r o m t h e

c o d e b e l o w i s s u e d . S h o w t h e s t a t e a f t e r t w o c y c l e s .

M U L T D F 0 , F 2 , F 4

A D D D F 6 , F 6 , F 0

A D D D F 2 , F 2 , F 8

L D F 4 , 0 R 2

A D D I R 1 , R 1 , 8

M U L T D F 8 , F 1 0 , F 1 2

A D D D F 4 , F 4 , F 1 0

A D D I R 2 , R 2 , 1


N a m e


A d d 1

Y A D D D F 6 F 0 b l a n k 2

A d d 2

N A D D D F 2 F 8 3

A d d 3

Y A D D D F 4 F 1 0 7

M u l t 1

N M U L T D F 2 F 4 1

M u l t 2

Y M U L T D F 1 0 F 1 2 6

I n t 1

N L D R 2 0 4

I n t 2

Y A D D I R 1 8 5

I n t 3

Y A D D I R 2 1 8


E n t r y


1

N M U L T D F 0 , F 2 , F 4 C o m m i t F 0 F 2 F 4

2

Y A D D D F 6 , F 6 , F 0 E x e c u t e F 6

3

Y A D D D F 2 , F 2 , F 8 W r i t e F 2 F 2 + F 8

4

Y L D F 4 , 0 R 2 W r i t e F 4 M e m 0 R 2

5

Y A D D I R 1 , R 1 , 8 E x e c u t e R 1

6

Y M U L T D F 8 , F 1 0 , F 1 2 E x e c u t e F 8

7

Y A D D D F 4 , F 4 , F 1 0 I s s u e F 4

8

Y A D D I R 2 , R 2 , 1 I s s u e R 2


F i e l d

F 0 F 2 F 4 F 6 F 8 F 1 0 F 1 2 . . . F 3 0

R e o r d e r

1 3 7 2 6 . . .

B u s y

N Y Y Y Y . . .

6


7/12


c 8 p o i n t s T h e t a b l e s b e l o w s h o w t h e s t a t e a f t e r t h e c y c l e i n w h i c h t h e S U B f r o m t h e c o d e b e l o w

i s s u e d . S h o w t h e s t a t e a f t e r t h e n e x t f o u r c y c l e s .

A D D D F 4 , F 0 , F 0

S U B D F 4 , F 4 , F 2

A D D I R 2 , R 2 , 1

A D D I R 3 , R 3 , 1

A D D D F 2 , F 6 , F 8

M U L T D F 0 , F 6 , F 8


N a m e


A d d 1

N A D D D F 0 F 0 1

A d d 2

Y S U B D F 4 F 2 2

A d d 3

Y A D D D F 6 F 8 5

M u l t 1

Y M U L T D F 6 F 8 6

M u l t 2

I n t 1

N A D D I R 2 1 3

I n t 2

N A D D I R 3 1 4

I n t 3


E n t r y


1

N A D D D F 4 , F 0 , F 0 C o m m i t F 4 F 0 + F 0

2

Y S U B D F 4 , F 4 , F 2 E x e c u t e F 4

3

Y A D D I R 2 , R 2 , 1 W r i t e R 2 R 2 + 1

4

Y A D D I R 3 , R 3 , 1 W r i t e R 3 R 3 + 1

5

Y A D D D F 2 , F 6 , F 8 E x e c u t e F 2

6

Y M U L T D F 0 , F 6 , F 8 I s s u e F 0

7

8


F i e l d

F 0 F 2 F 4 F 6 F 8 . . . F 3 0

R e o r d e r

6 5 2 . . .

B u s y

Y Y Y . . .

7


8/12

Q u e s t i o n 3 : V e c t o r v s D S P S h o w d o w n

E x a m i n e t h e t w o a r c h i t e c t u r e s b e l o w .

T h e r s t a r c h i t e c t u r e i s a 2 5 M h z 3 - s t a g e d s p p r o c e s s o r . A b l o c k d i a g r a m s h o w i n g s o m e o f

t h e f u l l y - b y p a s s e d d a t a p a t h i s s h o w n b e l o w . T h e t h r e e s t a g e s a r e f e t c h , d e c o d e w h e r e b r a n c h e s

Registers

Multiplier

X Y

ALU

Shifter

Accumulator

Z

Ram

Instruction

Control

W

S

F i g u r e 1 : T h e D S P b l o c k d i a g r a m

a r e e v a l u a t e d a n d t h e P C u p d a t e d , a n d e x e c u t e w h e r e m e m o r y a n d r e g i s t e r w r i t e s a l s o o c c u r .

T h e p r o c e s s o r i s a b l e t o m u l t i p l y , a c c u m u l a t e , a n d s h i f t d u r i n g i t s e x e c u t e s t a g e . I t h a s t h e s a m e

l o a d , s t o r e , a n d b r a n c h i n s t r u c t i o n s a s D L X . I t a l s o i n c l u d e s a L T i n s t r u c t i o n , w h i c h l o a d s a v a l u e

i n t o a r e g i s t e r f r o m m e m o r y , a n d d e c r e m e n t s t h e b a s e r e g i s t e r t o t h e n e x t e l e m e n t . T h e a r i t h m e t i c

o p e r a t i o n s a r e s l i g h t l y d i e r e n t :

R e g i s t e r 0 a l w a y s c o n t a i n s t h e v a l u e 0

R e g i s t e r 1 a l w a y s c o n t a i n s t h e v a l u e 1

T h e r e s u l t f r o m t h e s h i f t e r i s a l w a y s w r i t t e n t o t h e a c c u m u l a t o r o n a r i t h m e t i c o p e r a t i o n s

O p e r a t i o n s c a n b e s p e c i e d a s M A C W , X , Y , Z , S , w h e r e W i s t h e r e g i s t e r t o b e w r i t t e n ; X

a n d Y a r e r e g i s t e r s t h a t g o t o t h e m u l t i p l i e r ; Z i s t h e r e g i s t e r t h a t g o e s t o t h e a l u ; a n d S

s p e c i e s t h e a m o u n t t o r i g h t s h i f t t h e r e s u l t .

O p e r a t i o n s c a n a l s o b e s p e c i e d a s M A C A W , X , Y , S , w h e r e W i s t h e r e g i s t e r t o b e w r i t t e n ; X

a n d Y a r e r e g i s t e r s t h a t g o t o t h e m u l t i p l i e r ; t h e a c c u m u l a t o r g o e s t o t h e a l u ; a n d S s p e c i e s

t h e a m o u n t t o r i g h t s h i f t t h e r e s u l t .

T h e s e c o n d a r c h i t e c t u r e i s a 1 0 0 M h z v e c t o r p r o c e s s o r w i t h a M V L o f 6 4 e l e m e n t s . I t h a s o n e

F P a d d s u b t r a c t F U , o n e F P m u l t i p l y d i v i d e F U , a n d a s i n g l e m e m o r y F U . T h e s t a r t u p o v e r h e a d

i s 5 c y c l e f o r a d d , s u b t r a c t , m u l t i p l y , a n d d i v i d e i n s t r u c t i o n s , a n d 1 0 c y c l e s f o r m e m o r y i n s t r u c t i o n s .

I t s u p p o r t s e x i b l e c h a i n i n g b u t n o t t a i l g a t i n g .

8


9/12


H e r e i s t h e c o d e f o r t h e d s p :

L P : L T R 2 , 0 R 5 L o a d R 2 w i t h n e w v a l u e

M A C R 0 , R 1 0 , R 2 , R 0 , 0 P e r f o r m t h e c a l c u l a t i o n

M A C A R 0 , R 1 1 , R 2 , 0

M A C A R 2 , R 1 2 , R 2 , 0

B N E Z R 5 , L P

S W R 2 , - 4 R 5 D e l a y e d b r a n c h

a 2 p o i n t s W h a t i s t h e p e a k p e r f o r m a n c e , i n r e s u l t s p e r s e c o n d , o f t h e a b o v e t h r e e - t a p l t e r ?

3 r e s u l t s p e r l o o p , 6 i n s t r u c t i o n s p e r l o o p , 2 5 M h z

1 2 . 5 M r e s u l t s p e r s e c o n d

b 2 p o i n t s W h a t w o u l d b e t h e p e a k p e r f o r m a n c e , i n r e s u l t s p e r s e c o n d , o f t h e a b o v e c o d e , i f

i t w a s a v e - t a p l t e r ?

5 r e s u l t s p e r l o o p , 8 i n s t r u c t i o n s p e r l o o p , 2 5 M h z

1 5 . 6 2 5 M r e s u l t s p e r s e c o n d

9


10/12


c 3 p o i n t s T r a n s l a t e t h e f o l l o w i n g D L X c o d e t o c o d e t h a t w i l l o p e r a t e o n t h i s D S P . A s s u m e t h a t

a l l o a t i n g p o i n t c a l c u l a t i o n s b e l o w c a n b e d o n e i n x e d - p o i n t o n t h e D S P . D o n o t w o r r y a b o u t

r o u n d - o e r r o r f r o m c o n v e r t i n g b e t w e e n o a t i n g p o i n t a n d x e d p o i n t . A s s u m e t h a t f o r D L X c o d e ,

F 0 c o n t a i n s 0 , F 2 c o n t a i n s 0 . 5 , a n d F 4 c o n t a i n s 2 . 0 . A s s u m e t h a t f o r t h e D S P c o d e y o u w i l l w r i t e ,

R 2 c o n t a i n s t h e v a l u e 2 . A s s u m e f o r b o t h t h a t r e g i s t e r R 5 c o n t a i n s t h e c o r r e c t i n i t i a l l o o p c o u n t .

L P : L W R 3 , 0 R 5 L o a d R 3 w i t h t h e n e w v a l u e

M O V I 2 F P F 6 , R 3 M o v e t h e v a l u e f r o m R 3 t o F 6

C V T I 2 F F 6 , F 6 C o n v e r t i n t e g e r v a l u e t o f l o a t i n g p o i n t

M U L T F F 8 , F 4 , F 6 M u l t i p l y b y 2

A D D D F 1 0 , F 8 , F 0 A d d a c c u m u l a t o r t o v a l u e

M U L T F F 0 , F 1 0 , F 2 D i v i d e v a l u e b y 2

C V T F 2 I F 1 2 , F 0 C o n v e r t t o i n t e g e r r e p r e s e n t a t i o n

M O V F P 2 I R 3 , F 1 2 M o v e i t t o i n t e g e r r e g i s t e r s

S W R 3 , 0 R 5 S t o r e v a l u e b a c k t o m e m

A D D I R 5 , - 4 P o i n t t o n e x t e l e m e n t

B N E Z R 5 , L P I f n o t d o n e , b r a n c h b a c k

M A C R 0 , R 0 , R 0 , R 0 , 0 C l e a r a c c u m u l a t o r

L P : L T R 3 , 0 R 5 L o a d v a l u e

M A C A R 3 , R 3 , R 2 , 1 R 3 - R 3 * 2 + a c c 2

B N E Z R 5 , L P B r a n c h i f d o n e

S W R 3 , - 4 R 5 D e l a y e d b r a n c h s l o t

1 0


11/12


H e r e i s t h e c o d e f o r t h e v e c t o r m a c h i n e :

L P : L V V 1 , R 5 L o a d V 1 w i t h n e w v a l u e

M U L T S V V 2 , F 0 , V 1 P e r f o r m t h e c a l c u l a t i o n

M U L T S V V 3 , F 1 , V 1

A D D V V 2 , V 2 , V 3

M U L T S V V 3 , F 2 , V 1

A D D V V 2 , V 2 , V 3

S V V 2 , R 5

S U B I R 5 , R 5 , 8

B N E Z R 5 , L P

d 3 p o i n t s S h o w t h e c o n v o y s o f v e c t o r i n s t r u c t i o n s f o r t h e a b o v e c o d e . F o l l o w t h e t i m i n g

e x a m p l e s i n t h e b o o k . D r a w l i n e s t o s h o w t h e c o n v o y s o n t h e e x i s t i n g c o d e s h o w n a b o v e .

S h o w n a b o v e w i t h l i n e s

e 4 p o i n t s S h o w t h e e x e c u t i o n t i m e i n c l o c k c y c l e s o f t h i s l o o p w i t h n e l e m e n t s T

n

; a s s u m e

T

l o o p

= 1 5 . S h o w t h e e q u a t i o n , a n d g i v e t h e v a l u e o f e x e c u t i o n t i m e f o r n = 6 4 .

T

n

=

n

6 4

T

l o o p

+ T

s t a r t

+ n T

c h i m e

T

6 4

=

l

6 4

6 4

m

T

l o o p

+ L V

s t a r t

+ M U L T S V

s t a r t

+ M U L T S V

s t a r t

+ A D D V

s t a r t

+ M U L T S V

s t a r t

+ A D D V

s t a r t

+

S V

s t a r t

+ 6 4 3

T

6 4

=

l

6 4

6 4

m

1 5 + 1 0 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 1 0 + 6 4 3

T

6 4

= 2 5 2

f 3 p o i n t s W h a t i s R

1

f o r t h i s l o o p ?

R

1

=

O p e r a t i o n s p e r i t e r a t i o n C l o c k r a t e

l i m

n ! 1

C l o c k c y c l e s p e r i t e r a t i o n

l i m

n ! 1

C l o c k c y c l e s p e r i t e r a t i o n = l i m

n ! 1

T

n

n

= l i m

n ! 1

3 n + 6 0 = 6 4 n

n

= 3 : 9 3 7 5

R

1

=

5 1 0 0

3 : 9 3 7 5

= 1 2 7 M F L O P S

1 1


12/12


g 3 p o i n t s L i s t 6 c h a r a c t e r i s t i c s o f D S P i n s t r u c t i o n s e t a r c h i t e c t u r e s t h a t d i e r f r o m g e n e r a l

p u r p o s e m i c r o p r o c e s s o r s .

F o r g , h , i , a n d j , t h e r e a r e m a n y p o s s i b l y a n s w e r s b e s i d e s w h a t i s l i s t e d h e r e .

A u t o i n c r e m e n t a d d r e s s i n g

C i r c u l a r a d d r e s s i n g

B i t r e v e r s e a d d r e s s i n g

F F T s p e c i c a d d r e s s i n g

S a t u r a t i n g o v e r o w

F a s t m u l t i p l y - a d d

N a r r o w d a t a

F a s t l o o p s

h 1 p o i n t W h i c h o f t h o s e c h a r a c t e r i s t i c s a r e s u p p o r t e d i n v e c t o r a r c h i t e c t u r e s ?

A u t o i n c r e m e n t a d d r e s s i n g

M u l t i p l y - a d d w i t h c h a i n i n g

F a s t l o o p s

i 1 p o i n t W h i c h o f t h e u n s u p p o r t e d c h a r a c t e r i s t i c s c o u l d b e h a n d l e d i n s o f t w a r e ?

C i r c u l a r a d d r e s s i n g

j 2 p o i n t s W h a t c h a n g e s t o t h e h a r d w a r e w o u l d y o u m a k e t o h a n d l e t h e r e m a i n i n g c h a r a c t e r i s t i c s ?

S a t u r a t i n g o v e r o w

N a r r o w d a t a s u p p o r t

F F T s u p p o r t

1 2

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