第六篇中央处理机组织.ppt

第6章 中央处理机组织 6.1CPU的结构与功能 6.2组合逻辑控制与PLA控制 6.3微程序控制 6.1.1 CPU的组成与操作 ALU及所有的CPU寄存器通过一条公共总线连接起来，又称内部总线。存储器总线经由存储器数据寄存器MDR和存储器地址寄存器MAR连到CPU。 寄存器R0 到R(n-1)：通用寄存器 寄存器Y和Z：临时存储。 指令寄存器IR和指令译码器： 6.1.1 CPU的组成与操作 PC:程序计数器，存放即将执行的指令地址 IR：指令寄存器，暂时存放指令代码 MAR：存储器地址寄存器，存放访问内存时的地址 MDR：存储器数据寄存器，存放和内存之间传送的数据 R0~R(n-1)：CPU内的数据寄存器 Y：ALU输入端的暂存器 Z：ALU输出端的暂存器 ALU：算术逻辑单元，完成运算 M: 主存，存放指令和数据 6.1.1 CPU的组成与操作 PC部件控制信号 IR部件控制信号 PC+1,PCout --IRin , IRout MAR部件控制信号 MDR部件控制信号 MARin，MARouT --MDRin，MDRout，D Ri部件控制信号 Rin,Rout Y部件控制信号 Z部件控制信号 Yin，Yout --Zin，Zout ALU部件控制信号 +,-,+1 主存控制信号 RM，WM [例6.1]写出指令执行的控制信号序列和操作序列 指令mov R2，R1存放在主存中，完成读指、分析指令、执行指令的过程 操作序列 取指令：PC-MAR-M-MDR MDR-IR,PC 分析指令：IR-ID 执行指令：R1-R2 信号序列： 取指令：PCout,MARin,MARout,RM,MDRin,D MDRout,D,IRin,PC+1 分析指令：IRout 执行指令：R1out,R2in [例6.2]写出指令执行的控制信号序列和操作序列 指令mov [20h]，R2存放在主存中，完成读指、分析指令、执行指令的过程 操作序列 取指令：PC-MAR-M-MDR MDR-IR,PC 分析指令：IR-ID 执行指令：IR中操作数部分-MAR-M R2-MDR-M 信号序列： 取指令：PCout,MARin,MARout,RM,MDRin,D MDRout,D,IRin,PC+1 分析指令：IRout 执行指令：IRout,MARin,MARout R2out,MDRin,D,MDRout,WM [例6.3]写出指令执行的控制信号序列和操作序列 指令ADD R1，R2存放在主存中，完成读指、分析指令、执行指令的过程 操作序列 取指令：PC-MAR-M-MDR MDR-IR,PC 分析指令：IR-ID 执行指令：R2-Y R1-ALU，Y-ALU, ALU-Z Z-R1 信号序列： 取指令：PCout,MARin,MARout,RM,MDRin,D MDRout,D,IRin,PC+1 分析指令：IRout 执行指令：R2out,Yin R1out,Yout,+,Zin Zout,R1in [例6.4]写出指令执行的控制信号序列和操作序列 指令MOV R1，[R2]存放在主存中，完成读指、分析指令、执行指令的过程 操作序列 取指令：PC-MAR-M-MDR MDR-IR,PC 分析指令：IR-ID 执行指令：R2-MAR-M-MDR MDR-R1 信号序列： 取指令：PCout,MARin,MARout,RM,MDRin,D MDRout,D,IRin,PC+1 分析指令：IRout 执行指令：R2out,MAR