计算机组成课件--唐硕飞计算机组成原理_唐朔飞6-10章幻灯片.ppt

3. 机器周期和节拍（状态）与控制信号的关系 9.2 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T1 T2 T3 M1 M2 M3 PC out PC+1 Ins IR X PC out PC+1 By Z Z out A Port IO PORT ACC byte PCL Instr PCL PCH PCH IO PORT 3MHZ CLK A15~A8 AD7~AD0 ALE RD WR IO/M 小结 每个 控制 信号在 指定机器周期 的 指定节拍 T 时刻 发出 机器周期 M1 取指令操作码 机器周期 M2 取设备地址 机器周期 M3 执行 ACC 的内容写入设备 以一条输出指令（I/O 写）为例 9.2 第10章 控制单元的设计 10.1 组合逻辑设计 10.2 微程序设计 10.1 组合逻辑设计 一、组合逻辑控制单元框图 1. CU 外特性 IR 节拍发生器 CU T0 T1 Tn … CLK （机器主频） … 标志 0 1 2n-1 … C0 C1 Cn 操作码译码 n 位操作码 2.节拍信号 CLK T0 T1 T2 T3 时钟周期 机器周期 机器周期 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 10.1 二、微操作的节拍安排 采用 同步控制方式 CPU 内部结构采用非总线方式 一个 机器周期 内有 3 个节拍（时钟周期） 10.1 PC IR AC CU 时钟 ALU … … … C1 C2 C5 C9 C0 C10 C3 C7 C4 C6 C12 C11 C8 控制信号 标志 控制 信号 M D R M A R 1. 安排微操作时序的原则 原则一 微操作的 先后顺序不得 随意 更改 原则二 被控对象不同 的微操作 尽量安排在 一个节拍 内完成 原则三 占用 时间较短 的微操作 尽量 安排在 一个节拍 内完成 并允许有先后顺序 10.1 2. 取指周期 微操作的 节拍安排 PC MAR M ( MAR ) MDR MDR IR ( PC ) + 1 PC 原则二 原则二 原则三 3. 间址周期 微操作的 节拍安排 M ( MAR ) MDR MDR Ad ( IR ) T0 T1 T2 T0 T1 T2 1 R OP ( IR ) ID Ad ( IR ) MAR 1 R 10.1 4. 执行周期 微操作的 节拍安排 ① CLA ② COM ③ SHR T0 T1 T2 T0 T1 T2 T0 T1 T2 AC0 AC0 L ( AC ) R ( AC ) 0 AC AC AC 10.1 (1) 断点进栈 (2) 断点存入“ 0 ” 地址 中断隐指令 完成 中断周期 命令存储器写 0 MAR PC MDR (MDR) 存入存储器 三次中断，三个断点都存入 “ 0 ” 地址 4. 多重中断的断点保护 断点 MDR ？ 如何保证断点不丢失？ 中断隐指令 完成 8.4 (3) 程序断点存入 “ 0 ” 地址的断点保护 ×××× 0 5 JMP SERVE ×××× SAVE ×××× RETURN STA SAVE … 0 地址内容转存 其他服务内容 SERVE LDA SAVE JMP @ RETURN 存程序断点 5 为向量地址 … 保护现场 恢复现场 间址返回 存放 ACC 内容 转存 0 地址内容 开中断 ENI LDA 0 STA RETURN 置屏蔽字 8.4 地 址 内 容 说 明 第９章 控制单元的功能 9.1 操作命令的分析 9.2 控制单元的功能 9.1 操作命令的分析 完成一条指令分 4 个工作周期 取指周期 间址周期 执行周期 中断周期 一、取指周期 PC MAR 地址线 1 R M ( MAR ) MDR MDR IR ( PC ) + 1 PC +1 MDR CU MAR PC IR 存储器 CPU 地址总线 数据总线 控制总线 9.1 操作命令的分析 OP（IR） CU 二、间址周期 M ( MAR ) MDR 1 R Ad ( IR )