北航17微机原理复习ppt.pdf

第1章微型计算机的基本组成结构 微型计算机指令系统： 按照指令的执行方式和指令集的复杂程度来 划分可以分为两类： (1)复杂指令集 （Complex Instruction Set Computer , CISC ） (2) 精简指令集 （Reduce Instruction Set Computer , RISC ） 第1章微型计算机的基本组成结构 (1)复杂指令集 （CISC ）结构和技术特征 Intel 的x86和Motorola 的68K系列处理器 是典型的CISC处理器。 CISC指令集的处理器主要特点：指令集 庞大、指令的长度不同，指令译码步骤比较 复杂。 第1章微型计算机的基本组成结构 (2)精简指令集 （RISC）结构和技术特征 RISC指令集从如何使计算机的结构更加合理， 如何提高处理器的运行速度出发，优选使用频率高 的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定、指 令格式和寻址方式种类减少；CPU的控制功能改由 硬件逻辑电路实现，取代CISC结构中用软件程序 实现控制功能方式。从而提高执行效率。 RISC具有以下特点：指令集有限、简单；单周 期指令；大量使用寄存器 第1章微型计算机的基本组成结构 主机与外部设备之间的信息交换是通过输入/输出 接口来进行的。输人/输出接口简称I/O接口，由 图可以看出，接口在这里起着主机与外部设备之 间数据通信的 “桥梁”的作用。 第1章微型计算机的基本组成结构 总线类型 – 数据线 （DB ）：双向总线。指令代码或数据通 过DB送往CPU或由CPU送出。 – 地址线 （AB ）：单向总线。传送由CPU提供的要 访问的单元、I/O端口的地址信息，用来选中要 访问的单元、I/O端口。 – 控制线 （CB ）：方向是一定的。控制信息或状 态信息通过CB 由CPU送往有关部件或从有关部件 送往CPU 。 第1章 微型计算机的基本工作原理 存储程序工作原理 • 微型计算机每执行一条指令都分成3个阶 段进行： 取指令、译码指令、执行指令。 • 程序运行的过程，实际上就是周而复始地 完成这3个阶段操作的过程，直至遇到停 机指令时才结束整个机器的运行。 第1章微型计算机的基本工作原理 • 指令流水线工作原理 程序执行是一个周而复始的重复过程，早期计算机的指令执 行是一个串行过程：取指令、译码指令和执行指令。 取指令1 译码指令1 执行指令1 取指令2 译码指令2 执行指令2 目前指令主要采用3级流水的工厂装配模式：由不同的部件来同时执行指 令的不同阶段，从而提高执行效率。 取指令1 译码指令1 执行指令1 取指令2 译码指令2 执行指令2 取指令3 译码指令3 执行指令3 第2章ARM7TDMI 内核结构 ABE A[31:0] 地址 自增器 地址寄存器 Incrementer P C BIGEND MCLK nWAIT 寄存器Bank PC Update