cu的功能及設計ppt課件(已修改)
2025-01-18 13:54 本頁面
【正文】 第六章 CU的功能和設計 操作命令的分析 控制單元的功能 組合邏輯設計 微程序設計 操作命令的分析 完成一條指令分 4 個工作周期 取指周期 間址周期 執(zhí)行周期 中斷周期 一、取指周期 PC MAR 地址線 1 R M ( MAR ) MDR MDR IR ( PC ) + 1 PC +1 MDR CU MAR PC IR 存儲器 CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 操作命令的分析 二、間址周期 M ( MAR ) MDR 1 R Ad ( IR ) MAR MDR Ad ( IR ) 指令形式地址 MAR MDR CU MAR CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 IR 存儲器 三、執(zhí)行周期 1. 非訪存指令 (1) CLA 清 A (2) COM 取反 (4) CSL 循環(huán)左移 (3) SHR 算術右移 (5) STP 停機指令 0 ACC ACC ACC L(ACC) R(ACC), ACC0 ACC0 R(ACC) L(ACC), ACC0 ACCn 0 G 2. 訪存指令 Ad(IR) MAR 1 R M(MAR) MDR (ACC) + (MDR) ACC Ad(IR) MAR 1 W ACC MDR MDR M(MAR) STA X ADD X (2) 存數(shù)指令 (1) 加法指令 (3) 取數(shù)指令 Ad ( IR ) MAR 1 R M ( MAR ) MDR MDR ACC 3. 轉移指令 (1) 無條件轉 (2) 條件轉移 Ad ( IR ) PC A0 ?Ad ( IR ) + A0 ( PC ) PC LDA X JMP X BAN X （負則轉） 4. 三類指令的指令周期 取指周期 執(zhí)行周期 取指周期 執(zhí)行周期 取指周期 執(zhí)行周期 取指周期 間址周期 執(zhí)行周期 非訪存 指令周期 直接訪存 指令周期 間接訪存 指令周期 轉移 指令周期 四、中斷周期 程序斷點存入 “ 0 ” 地址 程序斷點 進棧 0 MAR 1 W PC MDR MDR M ( MAR ) 向量地址 PC 0 EINT（ 置“ 0”） 0 EINT（ 置“ 0”） 向量地址 PC MDR M ( MAR ) PC MDR 1 W ( SP ) – 1 MAR 中斷識別程序入口地址 M PC 控制單元的功能 一、控制單元的外特性 指令寄存器 控制單元 CU … 時鐘 標志 CPU 內部的控制信號 到系統(tǒng)總線的控制信號 來自系統(tǒng)總線的控制信號 系統(tǒng)總線 1. 輸入信號 (1) 時鐘 (2) 指令寄存器 (4) 外來信號 (3) 標志 CU 受時鐘控制 控制信號 與操作碼有關 OP ( IR ) CU CU 受標志控制 INTR 中斷請求 HRQ 總線請求 一個時鐘脈沖 發(fā)一個操作命令或一組需同時執(zhí)行的操作命令 如 2. 輸出信號 (1) CPU 內的各種控制信號 (2) 送至控制總線的信號 Ri Rj (PC) + 1 PC INTA HLDA 訪存控制信號 訪 IO/ 存儲器的控制信號 讀命令 寫命令 中斷響應信號 總線響應信號 MREQ IO/M RD WR ALU ＋、－、與、或 …… 二、控制信號舉例 PC IR AC CU 時鐘 ALU M D R M A R … … … 控制信號 標志 控制 信號 C0 C1 C2 C3 C4 取指周期 以 ADD @ X 為例 1. 不采用 CPU 內部總線的方式 二、控制信號舉例 1. 不采用 CPU 內部總線的方式 PC IR AC CU 時鐘 ALU M D R M A R … … … 控制信號 標志 控制 信號 C1 C2 C3 C5 ADD @ X 間址周期 PC IR AC CU 時鐘 ALU M D R M A R … … … 控制信號 標志 控制 信號 二、控制信號舉例 1. 不采用 CPU 內部總線的方式 C1 C2 C5 ADD @ X 執(zhí)行周期 C7 C6 C8 … 控制信號 MDR CU (1) ADD @ X 取指周期 ? PC ? CU 發(fā)讀命令 1 R ? MDR ? OP（ IR） ? （ PC） + 1 PC IR PC MAR AC Y ALU Z … 控制信號 IRi IRi PCO PCO MARi MARi MDRO MDRO … ? 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線 控制信號 CPU 內 部 總 線 時鐘 2. 采用 CPU 內部總線方式 地址線 地址線 MAR MDR IR CU (2) ADD @ X 間址周期 ? MDR ? 1 R ? MDR 有效地址 Ad（ IR） MDRO MDRO ? 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線 時鐘 CU IR PC MAR MDR AC Y ALU Z … 控制信號 … 控制信號 CPU 內 部 總 線 MDR IR MARi MARi 地址線 地址線 MAR IRi IRi MAR MDRMDRO 形式地址 MAR 時鐘 CU IR PC MAR MDR AC Y ALU Z … 控制信號 CPU 內 部 總 線 MDRO MDRO (3) ADD @ X 執(zhí)行周期 ? 1 R ? MDR ? Z ? AC ?（ AC） +（ Y） ? MDR 控制信號 … MAR MDR 地址線 地址線 ? 數(shù)
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