計算機組成原理第五章中央處理器習題課(參考版)
2024-10-11 15:42本頁面
【正文】 IR PC R1 R2 R3 R4 RA M MDR MAR ALU 。再寫出實現(xiàn)加法指令 ADD X，（ R1）的過程，該指令功能 ?：（ R1） +（ X）→ X， X為存儲器某一單元的地址。 ? 1某 CPU數(shù)據(jù)通路為雙總線結構，如圖所示。 ? （ 5）簡述完成指令 STA Z的數(shù)據(jù)通路（ Z為內存地址， STA功能為（ AC） → Z）。 ? （ 3）簡述完成指令 LDA X的數(shù)據(jù)通路（ X為內存地址， LDA功能為（ X） → AC）。 ? （ 1）標明圖中四個寄存器的名稱。 A B C D E F G H a點 IR3=0 IR3=1 解答： 斷定方式形成后繼微地址的 微指令格式為： 微命令（控制）字段 測試判別字段 P 下址字段 順序控制字段 其中， P字段位數(shù)由微程序流程 中需要分支轉移的分支點個數(shù) 決定；下址字段位數(shù)由微程序 可在控制存儲器中實現(xiàn)轉移的空 間范圍決定，一般以全部控存 空間為限。要求： ? （ 1）試為各條微指令在控制存儲器中分配適當?shù)牡刂?—— 請在流程圖中各微指令的右上角用二進制標出； ? （ 2）給出每條微指令的代碼（碼點），其中，微命令字段仍用 A~H的字母形式表示 —— 請按統(tǒng)一的微指令格式列成一張表格的形式，并將（ 1）中安排的微地址體現(xiàn)為表格中每行即每條微指令在控存中的存儲地址。 （ 2）在該假想機中實現(xiàn)取指令的數(shù)據(jù)通路為： PC →BUS ， BUS →MAR ， PC+1 →PC ， READ M， MBR →BUS ， BUS →IR ； 結合 1中設計完成的微指令 格式，可寫出取指令的各條微指令代碼如下（設控制存儲器的 0 號單元開始存放取指令微程序代碼） —— 0011 1011 000 00 1 01 00 0000001 1001 0011 000 00 0 00 10 ******* ? 寫出用微程序設計控制器時采用斷定方式形成后繼微地址的微指令格式，說明其中順序控制字段的各段位數(shù)如何確定。 ?從假想機框圖分析，對其實現(xiàn)控制需要的全部微命令共有五類 28個： ?①寄存器 → BUS的微命令 9個： ? SH →BUS ， IR →BUS ， PC →BUS ， SP →BUS ，R0 →BUS ， R1 →BUS ， R2 →BUS ， R3 →BUS ，MBR →BUS ； ?② BUS→ 寄存器的微命令 11個： ? BUS→A ， BUS→B ， BUS→IR ， BUS→PC ， BUS→SP ， BUS→R0 ， BUS→R1 ， BUS→R2 ， BUS→R3 ， BUS→MBR ， BUS→MAR ； ?③ 控制 ALU運算的微命令 4個：算術加，算術減，邏輯與，邏輯或； ?④ 控制移位方式的命令 2個：左移，右移； ?⑤ 控制主存操作的微命令 2個：存儲器讀，存儲器寫。 SH ALU A B IR PC SP R0 R1 R2 R3 MBR M MAR 解答： 根據(jù)題意，可以考慮用斷定方式（下址字段法） 設計該機的微指令格式。 ?（ 1）設計微指令格式（微指令字長不能超過 28位），使之完成上述要求的功能。圖中：SH移位器， ALU運算器可完成算術加減、邏輯與或運算， A， BALU的輸入寄存器，PC程序計數(shù)器， IR指令寄存器， SP堆棧指示器， R0~R3通用寄存器， M主存儲器， MBR主存數(shù)據(jù)緩沖寄存器，MAR主存地址緩沖寄存器。 ?（ 2）采用字段直接譯碼法設計微指令格式如下（不包括順序控制部分）： X X X X X X X X X X X X X X X 3位 4位 1位 2位 2位 3位 001： MDR → A 010： R1 →A 011： R2 →A 100： R3 → A 001： PC → B 010： R1 →B 011： R1 →B 100： R2→B 101： R2 →B 110： R3 →B 111： R3 →B 01： + 10： 11： M 01： R 10： L 11： V 1： +1 0001： PCout
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