位cpu綜合設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-01-24 13:45本頁面
【正文】 /*寄存器MBR的打入脈沖CPMAR /*寄存器MAR的打入脈沖CPPSW /*寄存器PSW的打入脈沖SMBR /*寄存器MBR的置入端。根據(jù)它們的組合選擇ALU的運(yùn)算功能。以上傳送過程包含了兩大類操作：內(nèi)部數(shù)據(jù)通路操作和外部訪存操作。即：M ←→ 數(shù)據(jù)總線 ←→ MDRMDR ←→ 數(shù)據(jù)總線 ←→ I/O接口另一種是DMA方式，即CPU放棄系統(tǒng)總線，由DMA控制器控制，通過數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的直接傳送，不動(dòng)用CPU中的寄存器與暫存器。一種方式是由CPU執(zhí)行通用傳送指令，以某種尋址方式指明主存單元與外圍接口寄存器的地址，從而實(shí)現(xiàn)主存與外圍設(shè)備間的傳送。 C → A/B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MDR → 數(shù)據(jù)總線 → M。④ 寄存器 → 外設(shè)R i → A/B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MDR → 數(shù)據(jù)總線 → I/O⑤ 外設(shè) → 寄存器I/O接口 → 數(shù)據(jù)總線 → MDR → B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 →Rj.⑥ 主存 → 主存主存單元的內(nèi)容搬遷似乎只需要通過MDR作為中間緩沖即可，但在尋找目的單元地址時(shí)有可能采取間址方式或其他更復(fù)雜的尋址方式，即需要從主存單元中讀取目的地址，且將讀得的目的地址經(jīng)MDR傳送到MAR，所以，一般需分成兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)主存各單元間的傳送，先將讀出數(shù)據(jù)暫存于C中，形成目的地址后再將C內(nèi)容MDR寫入目的單元。② 寄存器 → 主存Ri → A/B→ ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MDR → 數(shù)據(jù)總線 → M。做變址計(jì)算：變址寄存器 → A → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MAR。如：寄存器間址：Ri → A/B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MAR變址：由于形式地址放在緊跟現(xiàn)行指令的下一存儲(chǔ)單元中，并由PC指示，所以先訪問存取出形式地址，暫存于C，在進(jìn)行變址計(jì)算。并送入MAR。如：寄存器尋址：Ri → A/B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → PC 寄存器間址：Ri → A/B→ ALU→ 移位器 → 內(nèi)總線→ MAR → 地址總線→ M；M → 數(shù)據(jù)總線→ MDR→ B→ ALU → 移位器→ 內(nèi)總線 → PC。并送入MAR。② 順序執(zhí)行的后繼指令地址現(xiàn)行指令地址PC + 1，得到后繼指令地址：PC → A → 移位器內(nèi)總線 → PC。 ⑵ 地址信息的傳送地址信息包還指令地址，順序執(zhí)行的后繼指令地址，轉(zhuǎn)移地址和操作數(shù)地址等四類。⑵ 系統(tǒng)總線CPU通過系統(tǒng)總線也外界相連，但是為了簡化，讓CPU直接連到總線上，不考慮信號(hào)的轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展。ALU輸出設(shè)置一個(gè)移位器，③ 輸出邏輯ALU輸出設(shè)置一個(gè)移位器，利用對應(yīng)位的連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)直傳，左移，右移。② 輸入邏輯輸入有兩個(gè)選擇器A,B,它們都有八選一功能。④ 與主存的借口寄存器MAR,MDRCPU訪問主存的地址由地址寄存器MAR提供，而MDR則用來暫存CPU與主存之間要交換的數(shù)據(jù)，其實(shí)就是一個(gè)中轉(zhuǎn)效果。② 暫存器C,D取源操作數(shù)地址或者源操作數(shù)時(shí)，使用寄存器C，讀目的操作數(shù)地址或著謎底操作數(shù)時(shí)，使用寄存器D。數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)了如圖：移位器 ALU選擇器A選擇器BR0R1R2R3CDMARMDRIRPCSPPSWR0…R3C,D,SP,PCR0…R3C,D,PSW,MDR 圖4 部件設(shè)置⑴ 寄存器① 可編程寄存器R0(000),R1(001),R2(010),R3(011),PSW(101),SP(100),PC(111)。(1) 組間串行進(jìn)位的ALU圖1(2) 組間并行進(jìn)位的ALU圖2運(yùn)算器的組織如圖：移位器ALU鎖存器1鎖存器2R0…Rn+1MS0…S3 圖34 數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)的建立綜合以上的相關(guān)知識(shí)，我們知道，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的內(nèi)容包含確定各種不見的設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。5）M:運(yùn)算選擇 M=1 邏輯運(yùn)算；M=0 算術(shù)運(yùn)算。 SN74181概述如下所示。在此，我們暫不涉及運(yùn)算器的具體設(shè)計(jì)，僅是利用以往實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果，利用已有的芯片來完成我們需要的運(yùn)算功能。功能： （M j）← Ri⑾ HALT（停機(jī)指令）格式 7 4 3 2 1 01 0 1 1不用不用功能：用于實(shí)現(xiàn)停機(jī)。綜上，得到我們的設(shè)計(jì)指令為： ⑴ LDR Ri，D格式 7 4 3 2 1 00 0 0 0Ri不用D功能： Ri←M（D）（2） STR Ri，D格式 7 4 3 2 1 00 0 0 1Ri不 用D功能： M（D）←（Ri）（3） ADD Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 0 1 0RiRj功能： Ri ←（Ri）＋ （Rj）（4） SUB Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 0 1 1RiRj功能： Ri ←（Ri）－ （Rj）（5） AND Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 0 0RiRj功能： Ri ←（Ri）∧ （Rj）（6） OR Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 0 1RiRj功能： Ri ←（Ri）∨ （Rj）（7） MUL Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 1 0RiRj功能： Ri ←（Ri） （Rj）（8） 轉(zhuǎn)移指令格式 7 4 3 2 1 00 1 1 1條件不 用D功能： 條件碼 00 無條件轉(zhuǎn)移 PC ← D01 有進(jìn)位轉(zhuǎn)移 PC ← D10 結(jié)果為0轉(zhuǎn)移 PC ← D11 結(jié)果為負(fù)轉(zhuǎn)移 PC ← D⑼ IN Ri，M j格式 7 4 3 2 1 01 0 0 1RiMj其中M j為設(shè)備地址，可以指定四種外圍設(shè)備，當(dāng)M j=01時(shí)，選中實(shí)驗(yàn)箱的二進(jìn)制代碼開關(guān)。② 返回指令RSTRST指令是JMP指令的一個(gè)特例，但是RST只能采用自增性寄存器間接尋址表明轉(zhuǎn)移地址，并且指定
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