Musterlösung - Institut für Kommunikationsnetze und ...
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Frage 3<br />
10 Punkte<br />
a) Skizzieren Sie, wie der Speicher <strong>für</strong> die Nutzdaten <strong>und</strong> der Speicher mit den<br />
Zusatzinformationen (Tag, Dirty-Bits, etc.) <strong>für</strong> Lesezugriffe beschaltet werden<br />
muss. Verwenden Sie hier<strong>für</strong> zusätzlich Elemente der Register-Transfer-Ebene.<br />
[0]<br />
3<br />
[2..1]<br />
Tag Index Offset<br />
rd_addr N<br />
rd_addr Z<br />
7 64 rd_data N 16<br />
Nutzdaten-<br />
Speicher<br />
7 11 Valid<br />
Tag-, Valid-,<br />
Dirty-Bit- rd_data N<br />
6<br />
Speicher<br />
Tag c<br />
6<br />
=?<br />
&<br />
equal<br />
DATA<br />
MISS<br />
b) Erläutern Sie die Funktionsweise des Direct-Mapped Cache im Falle eines<br />
solchen Lesevorgangs. Gehen Sie dabei auf die Bedeutung der Bereiche<br />
Tag, Index <strong>und</strong> Offset ein.<br />
Der Index adressiert die beiden Speicher zum Auslesen der Nutzdaten<br />
sowie der Zusatzinformationen der entsprechenden Cachezeile.<br />
Der Offset wählt danach über einen Multiplexer das gewünschte Wort aus<br />
den vier ausgelesenen Worten der Cachezeile aus.<br />
Parallel dazu vergleicht ein Komparator den angelegten Tag mit dem ausgelesenen<br />
Tag. Sind die Tags identisch <strong>und</strong> ist außerdem das Valid-Bit gesetzt,<br />
war das geforderte Wort im Cache enthalten <strong>und</strong> liegt am Ausgang des Multiplexers<br />
an (Cache Hit, MISS=0).<br />
Aufgabe 3 Seite 9
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