第06章 中央处理器(CPU).pdf

西安电子科技大学 计算机学院 计算机组织与体系结构 第6章 中央处理器(CPU) 年1212月月88 日日 14:26:3114:26:31 本章内容 CPU （Central Processing Unit ）主要负责获取程序中 的每条指令、译码所获取的指令、针对指令指定的数 据完成指定顺序的操作。 本章主要介绍CPU的结构及控制器的设计方法。  CPU结构和微操作  硬布线控制器设计  微程序控制器设计  微程序控制器与硬布线控制器的比较  CPU性能的测量与提高  CPU 中的新技术  典型的CPU 2 西安电子科技大学 计算机学院 计算机组织与体系结构 第6章 中央处理器(CPU) 6.1 CPU结构和微操作 年1212月月88 日日 14:26:3114:26:31 6.1.1 CPU的功能与结构  CPU的功能：执行存储在主存中的指令序列，即执 行程序。  程序执行步骤：  CPU将指令和所需数据（操作数）从主存传递到CPU 内 部寄存器；  除指令顺序被分支指令改变之外，CPU主要依据指令在 主存中的存储顺序执行指令；  在需要时，CPU将结果从其内部寄存器传递到主存。  主存CPU 内部寄存器组：指令流、数据流 4 6.1.1 CPU的功能与结构 指令 CPU 数据 主存 (a) 指令 指令 CPU 数据 Cache 数据 主存 (b) 图6.1 处理器与主存之间的通信 （a ）不具有cache （b ）具有cache 5 6.1.1 CPU的功能与结构 CPU的功能需求： CPU的组成：  操作（操作码）  数据通路DP （datapath ）  寻址方式 存储单元/寄存器组ALU  寄存器  控制单元CU （control unit ，  I/O模块接口 即控制器）：负责进行顺序 操作，并确保适当的数据在  存储器模块接口 适当的时刻出现在需要它的  中断处理机构 地方。 CPU的任务：取指令、译码指令、完成指定顺序的操作。 6 6.1.1 CPU的功能与结构  简化的单总线结构的CPU