《计算机系统》第11章 控制单元的功能

第11章控制单元的功能

第11章 控制单元的功能

内容要点 微操作 指令周期分析 CPU控制

内容要点 • 微操作 • 指令周期分析 • CPU控制

111微操作 程序执行的组成元素 程序执行 指令周期 指令周期 指令周期 取指 间指 执行 中断 取指 微操作微操作微操作微操作微操作

11.1 微操作 • 程序执行的组成元素 程序执行 指令周期 指令周期 …… 指令周期 取指 间指 执行 中断 取指 执行 微操作 微操作 微操作 微操作 微操作

111微操作 相容性的微操作:是指在同时或同一个 CPU周期内可以并行执行的微操作 相斥性的微操作:是指不能在同时或不 能在同一个CPU周期内并行执行的微操 作

11.1 微操作 • 相容性的微操作：是指在同时或同一个 CPU周期内可以并行执行的微操作 • 相斥性的微操作：是指不能在同时或不 能在同一个CPU周期内并行执行的微操 作

112指令周期分析 取指周期 间址周期 执行周期 非访存指令 访存指令 转移类指令 中断周期

11.2 指令周期分析 • 取指周期 • 间址周期 • 执行周期 – 非访存指令 – 访存指令 – 转移类指令 • 中断周期

11.3CPU控制 控制器微操作分类 在寄存器之间传送数据 将数据由寄存器传送到外部界面(如系统总线) 将数据由外部界面传送到寄存器 以寄存器作为输入、输出,完成算术或逻辑运算 控制器的两项基本任务 排序:根据正被执行的程序,控制器使CPU以适当 的顺序按步通过一串微操作。 执行:控制器使每个微操作得以完成

11.3 CPU控制 • 控制器微操作分类 – 在寄存器之间传送数据 – 将数据由寄存器传送到外部界面（如系统总线） – 将数据由外部界面传送到寄存器 – 以寄存器作为输入、输出，完成算术或逻辑运算 • 控制器的两项基本任务 – 排序：根据正被执行的程序，控制器使CPU以适当 的顺序按步通过一串微操作。 – 执行：控制器使每个微操作得以完成

11.3CPU控制 控制器基本模型 指令寄存器 CPU内的控制信号 控制总 标志 来自系统总线 的控制信号线 控制器 时钟 至系统总线 的控制信号

11.3 CPU控制 • 控制器基本模型 控制器 指令寄存器 控 制 总 线 … 标志 时钟 CPU内的控制信号 来自系统总线 的控制信号 至系统总线 的控制信号

11.3CPU控制 控制方式 同步控制方式 异步控制方式 联合控制方式 ·CPU内部组织 CPU内部的典型组织形式是内部总线

11.3 CPU控制 • 控制方式 – 同步控制方式 – 异步控制方式 – 联合控制方式 • CPU内部组织 – CPU内部的典型组织形式是内部总线

11.3CPU控制 单总线结构 单总线 A 通用 特殊 寄存器 ALU 寄存器

11.3 CPU控制 • 单总线结构 通用 寄存器 特殊 寄存器 A B ALU 单总线

11.3CPU控制 ·双总线结构 总线1 特殊 通用 寄存器 寄存器 AU}缓冲器 特殊 寄存器 总线2

11.3 CPU控制 • 双总线结构 通用 寄存器 特殊 寄存器 特殊 寄存器 ALU 缓冲器 总线1 总线2