计算机组成原理(唐朔飞高教第2版)(9-10章).ppt

小结 每个 控制 信号在 指定机器周期 的 指定节拍 T 时刻 发出 机器周期 M1 取指令操作码 机器周期 M2 取设备地址 机器周期 M3 执行 ACC 的内容写入设备 以一条输出指令（I/O 写）为例 9.2 第10章 控制单元的设计 10.1 组合逻辑设计 10.2 微程序设计 10.1 组合逻辑设计 一、组合逻辑控制单元框图 1. CU 外特性 IR 节拍发生器 CU T0 T1 Tn … CLK （机器主频） … 标志 0 1 2n-1 … C0 C1 Cn 操作码译码 n 位操作码 2.节拍信号 CLK T0 T1 T2 T3 时钟周期 机器周期 机器周期 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 10.1 二、微操作的节拍安排 采用 同步控制方式 CPU 内部结构采用非总线方式 一个 机器周期 内有 3 个节拍（时钟周期） 10.1 PC IR AC CU 时钟 ALU … … … C1 C2 C5 C9 C0 C10 C3 C7 C4 C6 C12 C11 C8 控制信号 标志 控制 信号 M D R M A R 1. 安排微操作时序的原则 原则一 微操作的 先后顺序不得 随意 更改 原则二 被控对象不同 的微操作 尽量安排在 一个节拍 内完成 原则三 占用 时间较短 的微操作 尽量 安排在 一个节拍 内完成 并允许有先后顺序 10.1 2. 取指周期 微操作的 节拍安排 PC MAR M ( MAR ) MDR MDR IR ( PC ) + 1 PC 原则二 原则二 原则三 3. 间址周期 微操作的 节拍安排 M ( MAR ) MDR MDR Ad ( IR ) T0 T1 T2 T0 T1 T2 1 R OP ( IR ) ID Ad ( IR ) MAR 1 R 10.1 4. 执行周期 微操作的 节拍安排 ① CLA ② COM ③ SHR T0 T1 T2 T0 T1 T2 T0 T1 T2 AC0 AC0 L ( AC ) R ( AC ) 0 AC AC AC 10.1 ④ CSL ⑤ STP ⑥ ADD X ⑦ STA X R ( AC ) L ( AC ) AC0 ACn T0 T1 T2 0 G T0 T1 T2 T0 T1 T2 T0 T1 T2 Ad ( IR ) MAR M ( MAR ) MDR ( AC ) + ( MDR ) AC Ad ( IR ) MAR AC MDR MDR M ( MAR ) 1 R 1 W 10.1 ⑧ LDA X ⑨ JMP X ⑩ BAN X T0 T1 T2 Ad ( IR ) MAR M ( MAR ) MDR MDR AC T0 T1 T2 T0 T1 T2 Ad ( IR ) PC 1 R A0 ? Ad ( IR ) + A0? PC PC 10.1 5. 中断周期 微操作的 节拍安排 T0 T1 T2 0 MAR PC MDR MDR M ( MAR ) 硬件关中断 向量地址 PC 中断隐指令完成 1 W 10.1 三、组合逻辑设计步骤 1. 列出操作时间表 T2 T1 T0 FE 取指 JMP LDA STA ADD COM CLA 微操作命令信号 状态条件 节拍 工作周期标记 PC MAR 1 R M(MAR) MDR ( PC ) +1 PC MDR IR OP( IR ) ID 1 IND 1 EX I I 10.1 间址特征 三、组合逻辑设计步骤 1. 列出操作时间表 T2 T1 T0 IND 间址 JMP LDA STA ADD COM CLA 微操作命令信号 状态条件 节拍 工作周期标记 Ad (IR) MAR 1 R M(MAR) MDR MDR Ad (IR) 1 EX IND 10.1 间址周