控制单元的功能..docxVIP

9.1设CPU内有这些部件：PC、IR、MAR、MDR、AC、CU。（1）写出取指周期的全部微操作。解： 微操作 说明PCMAR 现行指令地址MAR1地址总线（R） 命令存储器读M(MAR) MDR 现行指令从存储器中读至MDRMDRIR 现行指令IROP(IR) CU 指令的操作码CU译码（PC）+1PC形成下一条指令的地址 （2）写出减法指令“SUB X”、取数指令“LDA X”、存数指令“STA X”（X均为主存地址）在执行阶段所需的全部微操作。解： 1.减法指令“SUB X”：微操作 说明Ad（IR）MAR指令的地址码地址MAR1R命令存储器读X（MAR）MDR操作数从存储器中读至MDR(ACC)-(MDR) ACC 两数相减结果送ACC2..取数指令“LDA X”：微操作 说明Ad（IR）MAR 指令的地址码地址MAR1R命令存储器读X（MAR）MDR操作数从存储器中读至MDRMDRACC操作数存至ACC3. 存数指令“STA X”：微操作 说明Ad（IR）MAR指令的地址码地址MAR1W命令存储器写ACCMDR预写入的数据MDRMDRX(MAR)数据写至存储器中（3）当上述指令为间接寻址时，写出执行这些指令所需的全部微操作。解：当上述指令为间接寻址时，需增加间址周期的微操作，这三条指令在间址周期的微操作是一样的，都需增加：微操作 说明Ad（IR）MAR指令的地址码字段MAR1R命令存储器读X（MAR）MDR有效地址从存储器中读至MDR进入执行周期，3条指令的第一个微操作均为MDRMAR（有效地址送MAR），其余微操作不变。（4）写出无条件转移指令“JMP Y”和结果溢出则转指令“BAO，Y”在执行阶段所需的全部微操作。解：①无条件转移指令“JMP Y”执行阶段的微操作如下： Ad（IR）→PC转移（目标）地址Y→PC ②结果溢出则转指令“BAO Y”执行阶段的微操作如下： Ov·Ad（IR）→PC当Ov = 1时，转移（目标）地址Y→PC（Ov为标记触发器，当结果溢出时Ov = 1）9.5设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。每个指令周期包含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHhz，且机器周期也包含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？ 解：因为主频为8MHz，所以时钟周期：1/8=0.125ms；机器周期为：4*0.125=0.5ms；平均指令周期为：1/0.4=2.5ms;每个指令周期包含2.5/0.5=5个机器周期；因为B机主频为12MHz，所以0.4/MIPS(B)=8/12得MIPS（B）=0.6ms；9.11.设CPU内部结构如图9.4所示，此外还设有B、C、D、E、H、L六个寄存器，它们各自的输入和输出端都与内部总线相通，并分别受控制信号控制（如Bi为寄存器B的输入控制；Bo为B的输出控制）。要求从取指令开始，写出完成下列指令所需的全部微操作和控制信号。 （1）ADD B，C ((B)+(C) 解： PC。 MARi MAR。 R/W =R MDRi（1→R）读 MDR。 IRi +1 B。 Yi C。 ALUi + Z。 Bi （2）SUB A,H ((AC)-(H) 解： PC。 MARi MAR。 R/W =R MDRi（1→R）读 MDR。 IRi +1 H。 Yi AC。 ALUi - Z。 ACi9.12.?CPU结构同上题,写出完成 下列指令所需的全部微操作和控制信 号(包括取指令)。(1)寄存器间接寻址的无条件转 移指令“JMP @ B”。解：微操作 控制信号PC→Bus→MAR PC。 MARiM(MAR)→MDR MAR。 R/W =R MDRi（1→R）读MDR→Bus→IR MDR。 IRi(PC)+1 →PC +1Ad（IR）→PC 转移（目标）地址B→PC B。 PCi(2)间接寻址的存数指令“STA @ X”。解：微操作 控制信号PC→Bus→MAR PC。 MARiM(MAR)→MDR MAR。 R/W =R MDRi（1→R）读MDR→Bus→IR MDR。 IRi(PC)+1 →PC +1X(MDR)→MAR MDR。 MARiM(MAR)→MDR MAR。 R/W =R MDRi（1→R）读MDR→MAR MDR。 MARiAC→Bus→MDR AC。 MDRiMDR→M