第5部分：CPU控制单元设计-L17.pdf

第十六讲 1 我们目前所在的位置 存储器运算器指令系统控制器I/O及总线 存储器运算器指令系统控制器I/O及总线 2 第五部分 CPU与控制单元设计 一、CPU的功能与组成 二、数据通路和控制信号设计 三、指令执行流程分析 四、硬布线控制器设计 五、微程序原理 六、微程序控制器设计 七、流水线技术简介 3 指令的执行过程回顾 总线 Instruction AC 微操作控制信号 PC MBR Fetch AC： 累加器 ALU ALU：算术逻辑运算单元 微操作信号 Instruction 发生器 A,B：缓冲器 GR： 通用寄存器 Decode A B 存储器 IR： 指令寄存器 ID： 指令译码器 ID PC： 程序计数器 Operand MAR：地址寄存器 MBR：数据寄存器 GR Fetch IR MAR Execute 1. 以PC内容作为指令地址，从存储器读取指令送IR； Result 2. 指令译码器译码（解释指令），形成微操作控制信号； Store 3. 在控制信号的作用下，取操作数送运算器； 4. 运算器执行指令功能； Next 5. 保存指令结果； Instruction 6. 形成下一条指令地址，送到PC。 4 1.1 CPU的功能与组成 CPU的功能：控制指令执行 取指令：从存储器中读出指令 指令地址部件：指明当前要读取的指令在存储器中的地址 指令寄存部件：保存从存储器中取来的指令 分析指令：分析指令的操作性质以及操作对象的位置（地址） 译码部件：对指令进行译码 执行指令：实现指令应该具有的操作功能 控制信号逻辑部件：根据指令的操作性质和操作对象的地址（ 译码结果），在时序信号配合下，产生一系列的微操作控制信 号，从而控制