PDF《计算机组成原理 A》

计计算算机机组组成成原原理理AA西南交通大学信息科学与技术学院 2006年2月第第6 6章章中央处理器 中央处理器 6.

1 中央处理器的功能和组成 6.2 控制器的组成和实现方法 6.3 一台模型机的设计 6.4 微程序控制器原理 6.5 流水线技术 6.6 精简指令系统计算机RISC 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

3 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 z指令控制:产生下一条指令在内存中的地址. z操作控制:产生各种操作信号送往相应部件,以控制完成指令所要求的动作. z时序控制:对各操作信号实施时间上的控制,以保 证计算机有条不紊地连续自动工作. 6.1.1CPU的功能 CPU的基本功能就是对指令流和数据流在时间与空 间上实施正确的控制. 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

4 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 运算部件 6.1.2CPU的组成 在现代计算机中还要包括cache. 控制部件 寄存器组 CPU内部数据通路 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

5 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 控制部件由程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、时 序产生器和微操作形成部件组成. 1.控制部件(CU) 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

6 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 运算部件由算术逻辑单元(ALU)、累加寄存 器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成. 2. 运算部件 移位器 选择器/锁存器 选择器/锁存器 选择命令 : 选择命令 : 选择命令 : : 选择命令 初始进位 …… 操作数 … … …… 操作数 … … ALU 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

7 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 2)专用寄存器: ⑴ 程序计数器(PC) ⑵ 指令寄存器(IR) ⑶ 存储器数据寄存器(MDR) ⑷ 存储器地址寄存器(MAR) ⑸ 状态标志寄存器(PSW) 状态标志:CF、ZF、SF、OF. 控制标志,IF、DF、TF. 3.寄存器设置 1)通用寄存器:通用寄存器可用来存放地址、 原始数据和运算结果,有的还可以作为变址寄存 器、计数器、地址指针等. 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

8 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 1) 单组内总线数据通路结构 移位器 锁存器

1 锁存器

2 +1 ALU … M S0 S3 … 内部总线 R0 Rn-1 … 4.CPU内部数据通路 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

9 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 2) 多组内总线结构 Intel8038632位微处理器采用了多组、多种内部总线. 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

10 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 6.1.3CPU与主存间的信息交换 CPU与主存之间的信息交换通路通常有两种结构类型: z 将主存储器作为一个独立部件,通过系统总线与 CPU相连. z 将主存储器当作主机的一个组成部分,用一组专 用的存储总线将CPU与主存连接起来. 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案

11 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 特点:结构简单,但吞吐量受限制. 特点:总线很短,数据传送速度快. 西南交通大学信息科学与技术学院 计算机组成原理A 教案