第五节中央处理器习题答案1.doc

1．请在括号内填入适当答案。在CPU中：(1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器IR）；(2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是(程序计数器PC)；(3) 算术逻辑运算结果通常放在（通用寄存器 ）和（数据缓冲寄存器DR ）。 2．参见下图（课本P166图5.15）的数据通路。画出存数指令STA R1 ，(R2)的指令周期　 流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的主存单元中。标出各微操作信　 号序列。　　　解：STA R1 ，(R2)指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示： 　　　　　　 3．参见课本P166图5.15的数据通路，画出取数指令LDA（R3），RO的指令周期流程图，　 其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。 5．如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画出　 时序产生器逻辑图。解：节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，此时T1 = T3 =200ns ，　 T2 = 400 ns ，所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =5MHZ 。为了消除节拍脉冲上的毛刺，环　 型脉冲发生器可采用移位寄存器形式。下图画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。根据关　 系，节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的逻辑表达式如下：　　　　　　　　　T1 = C1· ， T2 = ， T3 = 　　　　 6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指　 令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。解：微指令条数为：（4-1）×80+1=241条　 取控存容量为：256×32位=1KB 7. 某ALU器件使用模式控制码M，S3，S2，S1，C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。　 下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y为二进制变量，F为0或1任选。　 试以指令码（A，B，H，D，E，F，G）为输入变量，写出控制参数M，S3，S2，S1，C的逻　 辑表达式。 　解： M=G　　 S3=H+D+F　　 S2=1　　 　　 C=H+D+(E+F)y 8．某机有8条微指令I1-I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。　　　　　　 　 a-j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段为8位，请安排微指　 令的控制字段格式。解：经分析，（e ,f ,h）和（b, i, j）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个　 微命令信号，剩下的a, c, d, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如　 下： ALU +1 （2）此指令为RS型指令，一个操作数在R1中，另一个操作数在R2为地址的内存单元中，相加结果放在R1中。 送当前指令地址到MAR 取当前指令到IR， PC + 1，为取下条指令做好准备 ① ② ③ ④ 图 B 6.5 (说明)：①：取R1操作数→C暂存器。②：送地址到MAR。③：取出内存单元中的操作数→D暂存器。④：相加后将和数→R1。11.已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为 512×48(位)。微程序可在整个控　 制存储器中实现转移，可控制微程