计算机组成原理第五章中央处理器CPU课件.ppt

1、复习指令系统n概念：指令和指令系统n概念：系统计算机n试分析指令格式的特点n写出写出6种寻方式的名称种寻方式的名称n(根据有效地址根据有效地址)n思考：思考：P125，1,36,12。其它习题不要。其它习题不要求求位移量(16位)OP(5位位)-源寄存器源寄存器基址寄存器基址寄存器寻址方式寻址方式有效地址有效地址E算法算法说明说明(1)E=R3(2)E=(PC)+/-DPC为程序计数器为程序计数器(3)E=(R2)+/-DR2为变址寄存器为变址寄存器(4)E=(R3)(5)E=(D)第五章中央处理器第五章中央处理器CPUCPUnCPU的功能和基本组成n指令周期n时序产生器n微程序控制器及其设计

2、技术n硬布线控制器n流水CPU5.1CPU的功能和组成的功能和组成n一、功能一、功能n指令控制指令控制n操作控制操作控制n时间控制时间控制n数据加工数据加工n二、组成二、组成n运算器运算器n控制器控制器nCPU模型模型三、三、CPU中的主要寄存器中的主要寄存器(功用功用)n指令寄存器（指令寄存器（IR）n程序计数器（程序计数器（PC）n地址寄存器（地址寄存器（AR）n数据缓冲寄存器（数据缓冲寄存器（DR）n通用寄存器通用寄存器(R.)n状态条件寄存器（状态条件寄存器（PSW）PSW中的中的C、V、Z、N四、操作控制器与时序产生器四、操作控制器与时序产生器n数据通路数据通路n根据控制器的设计思想

3、分类：硬布线控制器、根据控制器的设计思想分类：硬布线控制器、微程序控制器微程序控制器n时序时序n中断系统、总线接口等中断系统、总线接口等总结 -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5.2指令周期指令周期n一、指令周期的基本概念一、指令周期的基本概念n指令周期指令周期n机器周期（机器周期（CPU周期）周期）n时钟周期时钟周期P131,表5.1，认识六条指令，接下来要讲这六条指令的周期二、二、MOV R0,R1 (R1)-R0指令周期指令周期MOV R0,R1执行过程：(R1) R0取指令PC101PCABUS（I）， PC1MOV指令IR译码执行选

4、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？三、三、LAD R1,6 (6)-R1 指令周期指令周期LADR1，6执行过程：(6) R1取指令PC102PCABUS（I）， PC1LAD指令IR译码执行IR中地址码AR读数据DBUS DRDR R1LADR1，6六、六、JMP 101 101-PC 指令周期指令周期ADD、STO指令的执行周期，请自学JMP 101 执行过程：(6) R1取指令PC105PCABUS（I）， PC1LAD指令IR译码执行IR中地址码PC复习nCPU组成部分说出至少5部分。nCPU中的寄存器PC

5、、IR、AR、DR、PSW的名称和功能是什么？nPSW中的C、V、Z、N标志什么信息？n指令周期、CPU周期与时钟周期的关系怎样？n执行过程与通路图有关七、用方框图表示指令周期七、用方框图表示指令周期一般每框表示一个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P139，例例1画流程图并写微操作控制信号序列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) R35.3时序产生器和控制方式时序产生器和控制方式n一、时序信号的作用和体制一、时序信号的作用和体制n硬布线控制器中：主状态

6、周期节拍电硬布线控制器中：主状态周期节拍电位节拍脉冲位节拍脉冲n微程序控制器中：节拍电位节拍脉冲微程序控制器中：节拍电位节拍脉冲二、时序信号产生器二、时序信号产生器时钟脉冲源时钟脉冲源环形脉冲发生器环形脉冲发生器控制逻辑与时序逻控制逻辑与时序逻辑辑启停控制逻辑启停控制逻辑C1-C4Rd,T1Rd,T1实验仪中的时序实验仪中的时序时时钟钟KK（KK1，KK2）START（STEP，RUN）主主控控单单元元的的T1T4各各功功能能部部件件三、控制方式：三、控制方式：控制不同操作序列时控制不同操作序列时序信号的方法序信号的方法n1.同步控制同步控制:(有公用时钟有公用时钟)统一、不定长、统一、不定长、中央控制与局部控制结合。中央控制与局部控制结合。n2.异步控制：应答式异步控制：应答式n3.联合控制方式联合控制方式小结n指令周期中要按时序发生相应的信号n硬布线控制器中和微程序控制器中的时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？序信号体制是什么样的？n时序信号产生器由哪四部分构成？时序信号产生器由哪四部分构成？n时序信号的控制方式有哪三种？时序信号的控制方式有哪三种？n作业P181，2，3，（用P140的图5.15）n思考作业题如果用图5.1有什么问题。