电子科大微嵌ppt3讲解.ppt

;第三章 微处理器体系结构及关键技术;第三章 习题;补充题(选作）;;几个概念;微处理器的主要功能;CPU最基本的功能;微处理器的基本结构;数据通路:ALU＋Reg+内部总线;控制器;简化的处理器模型;CPU与内存储器的接口;微处理器的总体结构;指令系统设计;指令集设计示例;机器指令集;机器指令符号表示法;数据类型;指令类型;机器指令要素;指令格式;操作码字段;小练习;操作数字段;;*;立即数寻址immediate addressing mode;寄存器直接寻址方式register direct addressing mode;存储器直接寻址memory direct addressing mode;存储器间接寻址memory indirect addressing mode;寄存器间接寻址方式register indirect addressing mode;存储器间接寻址方式 memory indirect addressing mode ;位移量寻址方式displacement addressing mode;指数寻址方式indexed addressing mode;比例尺寻址方式scaled addressing mode;PC相对寻址方式Program Counter-related addressing mode;基本的数据通路结构;ALU功能描述示例;数据通路的实现;程序、指令、微操作;时序控制部件;现代控制器设计趋势: 采用非集中控制模式，I/O和M拥有各自的控制器，从而变为自主的功能部件。 I/O和M采用异步控制。;随机逻辑CPU的结构;随机逻辑CPU的特点;随机逻辑CPU的设计步骤 ;随机逻辑CPU的设计要点 ;随机逻辑CPU的操作1-取指令;随机逻辑CPU的操作2-指令译码与执行;Balancing Operators;随机逻辑CPU的指令集设计;指令的简化示例;微码CPU的结构;微码CPU的操作-指令译码与执行;微码CPU的特点;微码结构与随机逻辑结构的比较;*;流水线结构与微码结构的比较;微码CPU的设计步骤 ;流水线技术的特点 ;流水线操作过程;流水线的局限性;指令流水线设计;吞吐率(Throughput Rate);加速比(Speedup Ratio);1. 一个时钟频率为1.25 GHz的非流水式处理器，其平均CPI是5。此处理器的升级版本引入了6级流水。然而，由于如锁存延迟这样的流水线内部延迟，使新版处理器的时钟频率必须降低到1 GHz。 （1） （4分）对一典型程序（指令数目N很大），新版所实现的加速比是多少？ （2） （2分）新、旧两版处理器的MIPS各是多少？ 解：[1]对于一个有N条指令的程序来说： 非流水式处理器的总执行时间;效率(Efficiency);ARM???系结构;8086体系结构;ARM指令系统特点;x86指令系统特点;片上多核处理器(Chip of Multi-core Processor);流处理器(Stream Processor);存储处理器 (Processor In Memory);可重构计算处理器(Reconfigurable Processor)