컴퓨터 구조 및 SoC 구조
1.[컴퓨터구조 요약 정리] 1. Introduction
본 포스팅은 ETRI의 <SW-SoC융합아카데미>와 <포항공과대학교>의 이영주 교수님의 【시스템반도체 설계를 위한 컴퓨터 구조 및 SoC 구조】 강의를 수강하고 요약 정리한 내용이다.교수님의 강의는 다음 자료와 참고자료를 기반으로 만들어진 것으로 추정된다.A
2.[컴퓨터구조 요약 정리] 2. Digital System Basics
대표적으로 디지털 시스템에서 사용되는 수체계 = 10진수(Decimal)와 2진수(Binary)10진수와 2진수 사이의 conversion을 자유롭게 하는 능력이 중요하다.$2^{10} = 1K(1,024)$, $2^{20} = 1M (1,048,576)$, $2^{3
3.[컴퓨터구조 요약 정리] 3. Computer Arithmetic
두 양수 또는 두 음수를 더할 때 overflow가 발생할 가능성이 있다.두 양수를 더했는데 sign이 1이면 overflow가 발생한 것이다.두 음수를 더했는데 sign이 0이면 overflow가 발생한 것이다.부호가 다른 두 수를 뺄 때 overflow가 발생할 가
4.[컴퓨터구조 요약 정리] 4. Instruction Set Architecture (ISA) 1
메모리에 데이터와 프로그램을 저장하고 CPU는 그것을 읽어서 연산만 수행하는 개념.Fetch → Decode → Execute → Store :: 반드시 이 cycle은 머릿속에 넣어두자!메모리로부터 정의된 instruction을 가져와서 수행하고, 다음 instruc
5.[컴퓨터구조 요약 정리] 5. Instruction Set Architecture (ISA) 2
Reserved : 시스템에서 지정된 영역으로, 유저가 접근할 수 없다.Text: 프로그램 코드가 저장되는 영역이다.Static data: 프로그램의 전역변수나 const array 또는 string 이 저장되는 영역이다.Dynamic data: Heap을 의미한다.
6.[컴퓨터구조 요약 정리] 6. Instruction Set Architecture (ISR) 3
RISC-V의 모든 instruction은 32-bit, 1 WORD 길이로 일반화돼있다. 아래를 보면 모든 Instruction이 우리가 읽기에 친숙한 구조가 아닌데, 왜냐하면 RISC-V가 Little endian이기 때문이다.opcode: Instruction o
7.[컴퓨터구조 요약 정리] 7. Pipelined Architecture 1
어떻게 CPU의 성능을 객관적으로 측정할 것인가?주어진 복잡하고 많은 instruction을 얼마나 빠르게 컴파일하는가?한 instruction을 수행하는 데 얼마나 많은 cycle이 필요한가? (CPI)Instruction을 수행하기 위해 operands를 꺼내오는
8.[컴퓨터구조 요약 정리] 8. Pipelined Architecture 2
Pipelining은 여러 작업들을 병렬(pallerism)성을 이용해서 빠르게 작업하는 방법을 말한다.위 그림에서, 4가지 소작업으로 구성된 4개 작업을 순차적으로 실행한다면 총 8시간이 소요된다.하지만, pipelining을 사용해서, 각 작업의 소작업이 끝날 때마
9.[컴퓨터구조 요약 정리] 9. Pipelined Architecture 3
다음과 같은 연산이 있다고 가정하자.위 코드에서 첫 번째 instruction에서 x2가 계산되지 않으면 hazard가 발생한다.image-20210512203505376위 코드에 pipelining을 적용한 diagram은 위와 같다.상단을 보면, CC5 까지 x2의
10.[컴퓨터구조 요약 정리] 10. Memory Hierarchy 1
타겟 모듈의 메모리 구조를 어떻게 정의하느냐에 따라서 성능에 큰 영향을 미치게 되므로 중요하다.모든 개발자는 무한한 메모리를 거의 none latency로 access하길 원한다. 하지만, 빠른 메모리는 비용(cost)이 비싸다.메모리 구조를 계층(hierarchica
11.[컴퓨터구조 요약 정리] 11. Memory Hierarchy 2
CPU가 동작하는 cpu time은 아래와 같은 두 가지 종류의 time으로 구성돼있다.Instruction execution cycles - 명령어가 수행되는 시간 (Cache hit 포함)Memory stall cycle - CPU가 멈춰있어야 하는 시간 Cache
12.[컴퓨터구조 요약 정리] 12. SW for SOC 1
NXP에서 만든 MCU인 FRDM-KL25Z를 예시로 SoC의 구조에 대해서 알아보자.image-20210520111522906FRDM-KL25Z는 ARM의 M0+ core가 탑재돼있다.프로세서만으로는 프로그램을 실행할 수 없으니까 인접한 곳에 메모리(SRAM)이 있는
13.[컴퓨터구조 요약 정리] 13. SW for SoC 2
image-20210520130410399우리가 작성한 모든 소스코드는 컴파일러가 컴파일 해서 .s 확장자의 어셈블리 파일로 translate 한다.어셈블리 파일은 어셈블러가 컴파일 해서 .o확장자의 오브젝트 파일로 translate 한다.링커와 로더는 라이브러리 파일
14.[컴퓨터구조 요약 정리] 14. SW for SoC 3
이번 시간에는 CPU 밖의 환경과 CPU가 어떻게 통신하는지 인터페이스에 대해 배워보자.MCU가 연산하는 결과가 의미를 갖기 위해서는 외부 peripherals (주변기기)와 연결돼서 연산 결과를 조회하거나 활용할 수 있어야 한다. 이를 가능하게 해주는 가장 간단한 방
15.[컴퓨터구조 요약 정리] 15. SW for SoC 4
현재 수행중인 프로그램을 일단 중지한다.현재 수행중인 프로그램에 대한 정보(context)를 어딘가 (register, PCB)에 저장해둔다.인터럽트 벡터 테이블 (IVT)에서 인터럽트의 종류와 그에 따른 handler (service routain)를 결정한다.Han
16.[컴퓨터구조 요약 정리] 16. SW for SoC 5
Timer는 실제로 시간을 측정하기 위해 사용하는 회로를 말한다.Counter는 pulse의 개수를 측정하는 회로를 말한다.구분하는 것이 맞으나 일반적으로는 timer나 counter나 비슷한 의미로 사용한다.Timer나 counter를 사용하는 가장 대표적인 세 가지