计算机组成原理2013-第二十三讲.pptx

计算机组成原理第二十三讲 计算机科学与技术学院 舒燕君…转管指令管理程序…8.4 中断系统一、概述1. 引起中断的各种因素(1) 人为设置的中断如转管指令(2) 程序性事故溢出、操作码不能识别、除法非法(3) 硬件故障(4) I/O 设备(5) 外部事件用 键盘中断 现行程序8.42. 中断系统需解决的问题(1) 各中断源 如何 向 CPU 提出请求 ？(2) 各中断源 同时 提出 请求 怎么办 ？(3) CPU 什么 条件、什么 时间、以什么 方式 响应中断 ？(4) 如何 保护现场 ？(5) 如何 寻找入口地址 ？(6) 如何 恢复现场，如何 返回 ？(7) 处理中断的过程中又 出现新的中断 怎么办 ？硬件 ＋ 软件第一次 中断第二次 中断第三次 中断8.4六、中断屏蔽技术1. 多重中断的概念klmk +1l +1m +1程序断点k+1 ,l+1 ,m+1INTP2INTP3INTP4INTP1INTR MASK 1 1 1 1 DCPU查询 1 Q INTR1INTR2INTR3INTR4MASK2MASK3MASK4MASK1QD8.43. 屏蔽技术(1) 屏蔽触发器的作用MASK = 0（未屏蔽）MASKi = 1 （屏蔽）INTR能被置 “1”INTPi = 0 （不能被排队选中） 保护现场 置屏蔽字 开中断 中断服务 关中断 恢复现场 恢复屏蔽字 开中断 中断返回8.4(5) 新屏蔽字的设置 置屏蔽字 关中断 恢复屏蔽字 开中断9.1 操作命令的分析9.2 控制单元的功能第９章 控制单元的功能地址总线数据总线控制总线CPUPC MAR地址线 PCMAR存储器1 RCUM ( MAR ) MDRMDR IR+1OP（IR）CUMDR IR( PC ) + 1 PC9.1 操作命令的分析一、取指周期指令形式地址MAR地址总线数据总线控制总线Ad ( IR ) MARCPU1 RMAR存储器M ( MAR ) MDRCUMDR Ad ( IR )MDRIR9.1二、间址周期 0ACCACC ACCL(ACC) R(ACC), ACC0 ACC0R(ACC) L(ACC), ACC0 ACCn0G9.1三、执行周期1. 非访存指令(1) CLA 清A(2) COM 取反(3) SHR 算术右移(4) CSL 循环左移(5) STP 停机指令Ad(IR) MAR1RM(MAR) MDR(ACC) + (MDR) ACC Ad(IR) MAR1WACC MDRMDR M(MAR)9.12. 访存指令(1) 加法指令ADD X(2) 存数指令STA XAd ( IR ) MAR1RM ( MAR ) MDRMDR ACC Ad ( IR ) PCA0 ?Ad ( IR ) + A0 ( PC ) PC9.1LDA X(3) 取数指令3. 转移指令(1) 无条件转JMP X(2) 条件转移（负则转）BAN X取指周期执行周期取指周期执行周期取指周期取指周期间址周期间址周期执行周期执行周期取指周期执行周期9.14. 三类指令的指令周期非访存 指令周期直接访存 指令周期间接访存 指令周期转移 指令周期间接转移 指令周期0 MAR( SP ) 1 MAR1W1WMDR M ( MAR )MDR M ( MAR )PC MDRPC MDR向量地址PC向量地址PC0EINT（置“0”）0EINT（置“0”）中断识别程序入口地址 M PC9.1四、中断周期程序断点存入 “ 0 ” 地址程序断点 进栈指令寄存器系统总线控制单元 CU…9.2 控制单元的功能一、控制单元的外特性CPU 内部的控制信号标志到系统总线的控制信号时钟来自系统总线的控制信号OP ( IR ) CU9.21. 输入信号(1) 时钟CU受时钟控制一个时钟脉冲发一个操作命令或一组需同时执行的操作命令(2) 指令寄存器控制信号 与操作码有关(3) 标志CU受标志控制(4) 外来信号如INTR中断请求HRQ总线请求Ri Rj(PC) + 1 PC……ALU ＋、－、与、或MREQIO/MRDWR9.22. 输出信号(1) CPU 内的各种控制信号(2) 送至控制总线的信号访存控制信号访 IO/ 存储器的控制信号读命令写命令INTA中断响应