计算机组成原理 教学课件 王诚 郭超峰 计算机组成第4章.ppt

计算机组成原理教学课件 王 诚 教授 清华大学计算机系 2009年10月 第 4 章 计算机系统概述 1、设计支持 +、 ∧、 ∨ 功能的 ALU 线路 一位的ALU的线路设计：1、首先画出其组成示意图 设计支持 +、 ∧、 ∨ 功能的 ALU 线路 一位的ALU的线路设计：2、接着写出功能的真值表 设计支持 +、 ∧、 ∨ 功能的 ALU 线路 一位的ALU的线路设计：3、按真值表写逻辑表达式 S = (/OP1·/OP0)· ( A·/B·/Cin 加法运算 + /A· B·/Cin + /A·/B· Cin + A· B· Cin ) + ( OP1·/OP0) · ( A· B ) 与运算 + ( OP1· OP0) · ( A + B ) 或运算 Cout = (/OP1·/OP0)· ( A·B 加法运算 + A·Cin + B·Cin ) 设计支持 +、 ∧、 ∨ 功能的 ALU 线路 一位的ALU的线路设计：4、按逻辑表达式画出电路图 设计支持 +、∧、∨ 功能的16位ALU 两种不同类型的运算器 运算器包括 定点运算器 和 浮点运算器 两种类型 定点运算器，教学中重点讲解 主要完成对整数类型数据的算术运算、逻辑类型数据的逻辑运算，。 浮点运算器，教学中简单介绍 主要完成对浮点类型数据的算术运算，也可以用于完成长整数、BCD等类型的数据运算 2、定点运算器的基本功能和组成 完成算术、逻辑运算，产生运算结果 由 ALU 执行 +、—、∧、∨、?（×、÷等）运算 给出并记忆运算结果的状态 C（进位输出）、Z（结果为0） V（结果溢出）、S（结果符号） 暂存运算所用操作数 和运算的中间结果 由通用寄存器组 REGs 承担 接收输入数据， 送出运算结果 作为处理机内部数据通路(Data Path) MIPS机的硬件系统组成 实例3：位片结构的运算器芯片Am2901 8 种结果处理 000 Q?F F 001 F 010 B?F A 011 B?F F 100 B?F/2 Q?Q/2 F 101 B?F/2 F 110 B?2F Q?2Q F 111 B?2F F Am2901入出信号及引脚 16 位运算器的完整组成 SST 运算器的时钟脉冲信号 CP 时钟脉冲信号 CP 用于控制寄存器和锁存器的动作时间，注意两个跳变沿和低电平的作用。 Am2901的控制信号汇总表 000 Q← F F R + S A Q 001 F S? R A B 010 B← F