計算機(jī)硬件系統(tǒng)組成-wenkub
2023-05-21 16:33:27 本頁面
【正文】 信號的發(fā)生或停止，從而起動機(jī)器工作或使之停機(jī)。 （二）沒有記憶功能的門電路及由它組成的加法器、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ ALU）和各種邏輯電路等。 3. 時鐘周期：通常稱為節(jié)拍脈沖或 T周期。 1 取指令階段 (1)程序計數(shù)器 PC的內(nèi)容 20(假設(shè) )被裝入地址寄存器 AR； (2)程序計數(shù)器內(nèi)容加 1，變成 21，為取下一條指令做好準(zhǔn)備； (3) (4)所選存儲器單元 20的內(nèi)容經(jīng)過數(shù)據(jù)總線，傳送到數(shù)據(jù) 緩沖寄存器 DR； (5)緩沖寄存器的內(nèi)容傳送到指令寄存器 IR (6) (7)CPU識別出是指令 CLA，至此，取指令階段即告結(jié)束。在此階段，CPU的動作只有一個，那就是把指令寄存器中的地址碼部分 (30)裝入地址寄存器，其中 30為內(nèi)存中存放操作數(shù)的地址。 （四） STA 40 指令 1. 取指令階段 取指令階段與 CLA基本相同； 2. 送操作數(shù)地址 在第二個 CPU周期中， CPU完成的動作是把指令寄存器中地址碼部分的形式地址 40裝到地址寄存器。 注意： 在這個操作之后，累加器中仍然保留和數(shù) 6，而存儲器 40號單元中原先的內(nèi)容被沖掉 （五） NOP 指令 這是一條空操作指令。 （六） JMP 21 指令 JMP指令的指令周期由兩個 CPU周期組成。 注意： 執(zhí)行“ JMP 21”指令時，我們此處所給的四條指令組成的程序進(jìn)入了死循環(huán)，除非人為停機(jī)，否則這個程序?qū)o休止地運(yùn)行下去。 微指令：若干個微命令的集合。 二、微程序控制器的工作過程 （一）結(jié)構(gòu) 1. 結(jié)構(gòu)框圖 它主要由 控制存儲器、微指令寄存器 和 地址轉(zhuǎn)移邏輯三大部分組成。讀出一條微指令并執(zhí) 行微指令的時間總和稱為一個微指令周期。 微指令寄存器用來存放由控制存儲器讀出的一條微指令信息。當(dāng)微程序出現(xiàn)分支時，意味著微程序出現(xiàn)條件轉(zhuǎn)移。每條微指令所需的控制信號如下： 1. 取指微指令 ⑴ 指令地址送地址總線； ⑵ 發(fā)訪存控制命令，從存儲器取指令送數(shù)據(jù)總線； ⑶ 指令送指令寄存器； ⑷ 程序計數(shù)器 +1。 如書 176頁 實(shí)際的計算機(jī)的控制信號數(shù)量要大的多，而且控制存儲器容量一般大于 4K字，因此微指令字的長度通常在 100位以上。例如，在前 600ns時間內(nèi)運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，在 600ns時間的末尾運(yùn)算器已經(jīng)運(yùn)算完畢，可用 T4上升沿將運(yùn)算結(jié)果打入某個寄存器。 （五）機(jī)器指令與微指令的關(guān)系 一條機(jī)器指令對應(yīng)一個微程序，這個微程序是由若干條微指令序列組成的。這就告訴我們?nèi)绾卧O(shè)計微程序，也將使我們進(jìn)一步體驗到機(jī)器指令與微指令的關(guān)系。其中讀 ROM是從控存中讀出一條微指令時間，為1μs； ALU工作是加法器做加法運(yùn)算，為 500ns； m1是讀寄存器時間，為 500ns； m2是寫寄存器的工作脈沖寬度，為 100ns。用二進(jìn)制代碼寫出的三條指令的微程序列于下表中，其中 *表示代碼隨意設(shè)置 (0或 1均可 )。 其中未考慮“取指周期”和順序控制問題，也即微程序僅考慮“執(zhí)行周期”，每一框表示一條微指令。 微指令的格式和內(nèi)容： 下地址字段 控制命令字段 執(zhí)行第 I條微指令 形成第 I+1條微指令地址 讀第 I+1條微指令 讀與執(zhí)行微指令的 并行流水技術(shù) 加法指令 ADD R1， R2 讀取指令 1 AR PC 2 讀主 存， IR 讀出內(nèi)容 PC PC + 1 3 由操作碼找微地址，讀控存 執(zhí)行指令 4 ALU R1 ALU R2 執(zhí)行 + R1 ALU 結(jié)束，判中斷 形成下條指令地址 寄存器內(nèi)容傳送指令 MOV R9， R1 讀取指令 1 AR PC 2 讀主存， IR 讀出內(nèi)容 PC PC + 1 3 由操作碼找微地址，讀控存 執(zhí)行指令 4 ALU 0 ALU R1 執(zhí)行 + R9
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