計(jì)算機(jī)組成原理cpu設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 07:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ALUS2]=[0,1]，選AC←AC∨DR，[ALUS1,ALUS2]=[1,0]，選AC AC + DR39。， )用硬布線的方法設(shè)計(jì)控制器組成： 計(jì)數(shù)器：保存當(dāng)前狀態(tài)共有9個(gè)狀態(tài)（四條指令，共有9個(gè)狀態(tài)）所以需要一個(gè)四——16位譯碼器，譯碼器中有7個(gè)狀態(tài)沒(méi)用到。 譯碼器：接收當(dāng)前狀態(tài)并為每個(gè)狀態(tài)生成單獨(dú)的信號(hào) 邏輯組合：接受單獨(dú)的狀態(tài)信號(hào)，為每一部件生成控制信號(hào)以及計(jì)數(shù)器的控制信號(hào)原理圖：計(jì)數(shù)器LD INC CLR譯碼器邏輯輸入控制信號(hào)計(jì)數(shù)器與譯碼器的設(shè)計(jì)：1. FETCH1狀態(tài)：規(guī)定計(jì)數(shù)器的0值，使用計(jì)數(shù)器的CLR＝1到達(dá)這一狀態(tài)。（指令執(zhí)行完畢后，轉(zhuǎn)入的取址狀態(tài)。）2. 將順序狀態(tài)設(shè)定為計(jì)數(shù)器的連續(xù)值，用INC實(shí)現(xiàn)。3 利用IR映射1 [IR]0來(lái)確定指令的執(zhí)行如下表IR計(jì)數(shù)值狀態(tài)001000COM1011010JREL1101100OR1111110SUB1指令的執(zhí)行FETCH1――――――――――――――――0FETCH2――――――――――――――――1FETCH3――――――――――――――――2COM1: ――――――――――――――――8JREL1：――――――――――――――――10 OR1： ――――――――――――――――12 OR2： ――――――――――――――――13 SUB11：――――――――――――――――14 SUB12：――――――――――――――――15FETCH3FETCH1FETCH2OR1SUB11COUNTERLD INC CLR012DECODER8.1012131415COM1JREL1OR2SUB12FETCH1FETCH2FETCH2COM1JREL1OR1OR2SUB11SUB121IR[1..0]044計(jì)數(shù)器控制信號(hào)的確定LD：在取址周期的FETCH3狀態(tài)中發(fā)出，進(jìn)入執(zhí)行周期的第一個(gè)狀態(tài)（裝載1IR[]0進(jìn)入指令的正確執(zhí)行周期）FETCH3：IR←DR[7,6], AR←DR[5…0]INC：CLR：如上圖所示根據(jù)譯碼器的輸出信號(hào)組合后產(chǎn)生ＣＰＵ中寄存器的有關(guān)信號(hào)１ ARLOAD(裝載地址寄存器的控制信號(hào)) FETCH1：AR←PCFETCH3：AR←DR[5…0]2 PCLOAD PCINCPCLOAD =JREL1： PC←PC+ DR[5…0]PCINC =FETCH2：PC←PC+13 DRLOAD(實(shí)現(xiàn)DR←M)FETCH2+OR1+SUB11４ ACLOAD (實(shí)現(xiàn)AC←AC’， AC←AC∨DR，AC AC + DR39。) ACLOAD＝COM1+ OR2+ SUB12５ IRLOAD= FETCH36 ALUS1,ALUS2 與ＡＣ相連的ＡＬＵ有兩個(gè)控制信號(hào)[ALUS1,ALUS2]=[0,0], 選COM1: AC←AC’ [ALUS1,ALUS2]=[0,1]，選OR2： AC←AC∨DR；[ALUS1,ALUS2]=[1,0]，選SUB12： AC AC + DR39。ALUS1= SUB12ALUS2= OR2緩沖器控制信號(hào)許多操作需從內(nèi)部總線上獲取數(shù)據(jù)，ＣＰＵ必須能控制緩沖器以便在合適的時(shí)間將正確的數(shù)據(jù)放到總線上，為此應(yīng)滿(mǎn)足如下邏輯關(guān)系。MEMBUS= FETCH2+ OR1+ SUB11PCBUS= FETCH1READ= FETCH2+ OR1+ SUB11DRBUS= FETCH3+ JREL1+ OR2+ SUB12 部分電路圖如下：FETCH1FETCH3ARLOADJREL1 PCLOADFETCH2 PCINCFETCH3 IRLOADFETCH2OR1SUB11DRLOADCOM1 OR2 SUB12AC
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