9-4 The Shifter

Shifter shifts the value on Bus B Right shift and Left shift

Bidirectional shift register with parallel load

First clock pulse 에 Bus 로 부터 shift register 로

Second clock pulse 에 shift 실행

Third clock pulse 에 shift register 로 부터 destination register 로 load 시킴

Shifter 가 combinational 회로이면 one clock pulse 로 source register 로 부터 destination register 로 전송가능 .

; Bus D 에 있는 data 를 destination register 로 one clock pulse 에 load 가능 .

4-Bit 기 본 Shifter S=0, right-shift 빈 공간은 serial input IR 로 채워짐 S=1, left-shift 빈 공간은 serial input IL 로 채워짐 Serial output R 과 L 도 얻을 수 있다 . This shifter must perform m 1-bit position shifts takes m clock

cycles.

[ 그림 9-8] 4-bit 기본 시프터

Barrel Shifter Single clock cycle 에 하나의 bit position 이상 shift 를 필요로 할 경우에 Combinational circuit that shifts or rotates the input data bits

by the number of bit positions specified by a binary value on a set of selection lines.

Rotation to left 의 경우를 고려하면 , 좌측의 MSB 는 LSB 로 인가

4-bit Barrel shifter

S1, S0 determines the number of positions that the input data will shifted to The left by rotation.

( 예 ) S1S0 = 01, 입력 data 는 한 번 rotated 되고 , D0 는 Y1 로 , D1 은 Y2 로 , D2 는 Y3 로 , D3 는 Y0 로 된다 .

[ 그림 9-9] 4-bit Barrel Shifter

Function table for 4-Bit Barrel Shifter

이러한 left-rotation barrel shifter 를 이용하여 , right-rotation 도 가능하다 .

; 즉 3 번 left-rotation 하는 것은 한번 right-rotation 하는 것과 같다 .

; In general, in a 2n-bit barrel shifter, i position of the left rotation is the same as 2n-i bits of right rotation.

2n input and output lines requires 2n MUXs.

; Each MUX has 2n data inputs and n selection inputs.

; Rotation 되는 수는 selection 변수에 의하여 결정되며 , 0 ∼ 2n-1 번 가능 .

[ 표 9-3] 4-bit Barrel shifter 함수표

9-5 Datapath Representation

In register file, there are three addresses.

; A select, B select, and Destination select.

; Write input 은 Load enable 신호처럼 사용

[ 그림 9-10] Register File 과 Function Unit 를 사용한 Datapath

G, H, MF 선 택 code 를 FS 로 정의한 표

9-6 The Control Word (제어워드 )

The selection variables for the datapath control the μ-operations executed within the datapath for any given clock.

How control variables select the μ-operation

; 16 binary control inputs 이 있음 . 이것들이 모여서 control word 를 형성 .

; 7 개의 field 로 구성

; DA is for destination register

; AA is to select a register for BUS A, BA is to select a register for BUS B.

; RW determines whether a register is written or not.

Datapath with control variables [ 그림 9-11]

Encoding of Control Word for the Datapath [ 표 9-5]

Microoperation R1 ← R2 + R3' + 1 의 control word 의 구성

Field: DA AA BA MA FS MD RW Symbol: R1 R2 R3 Reg. F=A+B'+1 Function Write Binary: 001 010 011 0 0101 0 1

Datapath Simulation [ 그림 9-12]

Simulation 설명

처음에는 clock pulse 가 나타남 . 그 다음 8 개의 값은 datapath 에 대한 input 임 . 그리고 status bit (C,V,Z.N), Address out, 그리고 data out 이 나타남 . μ-operation 의 수행 결과 register 의 내용의 변화는 μ-operation 이

명시된 바로 다음 clock cycle 때 나타남을 유의하라 .

R1 ← R2 -R3 의 결과는 두 번 째 clock cycle 때 R1 에 나타난다 .

그러나 Status bits, Address out, Data out 은 첫 번째 clock cycle 에서 나타남 .

R4 의 내용 변화에 대하여 설명

/ 다음 clock cycle 에서 register 의 내용이 변했음 . ∵ RW=0 이므로