计算机组成原理 第五章 中央处理器CPU.pptVIP

复习指令系统 概念：指令和指令系统 概念：系统计算机 试分析指令格式的特点 写出6种寻方式的名称 (根据有效地址) 思考：P125，1,3－6,12。其它习题不要求 第五章　中央处理器CPU CPU的功能和基本组成 指令周期 时序产生器 微程序控制器及其设计技术 硬布线控制器 流水CPU 5.1　CPU的功能和组成 一、功能 指令控制 操作控制 时间控制 数据加工 三、CPU中的主要寄存器(功用) 指令寄存器（IR） 程序计数器（PC） 地址寄存器（AR） 数据缓冲寄存器（DR） 通用寄存器(R….) 状态条件寄存器（PSW） 四、操作控制器与时序产生器 数据通路 根据控制器的设计思想分类：硬布线控制器、微程序控制器 时序 中断系统、总线接口等 5.2　指令周期 一、指令周期的基本概念 指令周期 机器周期（CPU周期） 时钟周期　　 P131,表5.1，认识六条指令，接下来要讲这六条指令的周期 二、MOV R0,R1 (R1)-R0指令周期 三、LAD R1,6  (6)-R1 指令周期 六、JMP 101  101-PC 指令周期 复习 CPU组成部分说出至少5部分。 CPU中的寄存器PC、IR、AR、DR、PSW的名称和功能是什么？ PSW中的C、V、Z、N标志什么信息？ 指令周期、CPU周期与时钟周期的关系怎样？ －－执行过程与通路图有关 七、用方框图表示指令周期 P139，例1　画流程图并写微操作控制信号序列　（1）ADD R2,R0 (R0)+(R2) →R0(2) SUB R1,R3 (R3)-(R1) →R3 5.3　时序产生器和控制方式 一、时序信号的作用和体制　 硬布线控制器中：主状态周期－节拍电位－节拍脉冲 微程序控制器中：节拍电位－节拍脉冲 二、时序信号产生器 三、控制方式：控制不同操作序列时序信号的方法 1.同步控制:(有公用时钟)统一、不定长、中央控制与局部控制结合。 2.异步控制：应答式 3.联合控制方式 小结 指令周期中要按时序发生相应的信号 硬布线控制器中和微程序控制器中的时序信号体制是什么样的？ 时序信号产生器由哪四部分构成？ 时序信号的控制方式有哪三种？ 作业P181，2，3，（用P140的图5.15） 思考作业题如果用图5.1有什么问题。 * * 位移量(16位) 基址寄存器 源寄存器 -------- OP(5位) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 E=(D) (5) E=(R3) (4) R2为变址寄存器 E=(R2)+/-D (3) PC为程序计数器 E=(PC)+/-D (2)　 E=R3 (1) 说明 有效地址E算法 寻址方式 二、组成 运算器 控制器 …… CPU模型 PSW中的C、V、Z、N 总结 ---------CPU的组成：运算器、控制器、寄存器、 内部cache、时序部件、中断系统、总线接口 MOV R0,R1执行过程：(R1) →R0 取指令－－－ PC＝101 PC→ABUS（I）， PC＋1 MOV指令→IR 译码 执行－－－ 选择R1为源，*(R0为目标) 控制ALU作传送 DR →R0 想想每步操作需要的信号？（微命令） 看看有没有其它的执行通路？ LAD　R1，6执行过程：(6) →R1 取指令－－－ PC＝102 PC→ABUS（I）， PC＋1 LAD指令→IR 译码 执行－－－ IR中地址码→AR 读数据→DBUS →DR DR →R1 LAD　R1，6 ADD、STO指令的执行周期，请自学 JMP 101 执行过程：(6) →R1 取指令－－－ PC＝105 PC→ABUS（I）， PC＋1 LAD指令→IR 译码 执行－－－ IR中地址码→PC 一般每框表示一个CPU周期 菱形代表译码，不是单独的周期 ~代表公操作，如果没有公操作，则转入下一取指令周期 时钟脉冲源 环形脉冲发生器 控制逻辑与时序逻辑 启停控制逻辑 C1-C4 Rd`,T1` Rd,T1 实验仪中的时序 时钟 KK（KK1，KK2） START（STEP，RUN） 主控单元的T1－T4 各功能部件