PDF《计算机组成原理 A》

22 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 ⑵分散节拍法(变长CPU周期) 按照机器周期的实际需要安排节拍数,这样可以避 免浪费,提高时间利用率. ⑶延长节拍法 在照顾多数机器周期要求的情况下,选取适当的节 拍数,作为基本节拍.如果在某个机器周期内统一的节 拍数无法完成该周期的全部微操作,则可以延长一或两 个节拍. 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

23 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 节拍信号发生器 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

24 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 4)节拍脉冲(工作脉冲) 在节拍中执行的微操作结果需要节拍脉冲的同步配 合打入相应的寄存器中,完成一次数据传送. 一般用节拍脉冲的前沿打入数据,后沿实现节拍周 期的切换功能. 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

25 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 4.三级时序信号间的关系 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

26 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 6.1.6CPU的主要技术参数 1.字长 2.内部工作频率 3.外部工作频率 外部工作频率,也叫前端总线频率或系统总线时钟频 率.内频=外频*倍频 4.片内Cache的容量和速率 片内Cache的运行速度与内频相同或接近,容量可达 几十KB~几百KB. 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

27 第6章 中央处理器 6.1中央处理器的功能和组成 5.工作电压 工作电压指的是CPU正常工作所需的电压. 6.地址总线宽度 地址总线宽度决定了CPU可以访问的最大的物 理地址空间. 7.数据总线宽度 8.制造工艺 线宽是指芯片上的最基本功能单元――门电路 的宽度,线宽越小,意味着芯片上包括的晶体管数 目越多. 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

28 第6章 中央处理器 6.2 控制器的组成和实现方法 6.2.1控制器的基本组成 1.指令部件 ⑴程序计数器 ⑵指令寄存器 ⑶指令译码器 ⑷地址形成部件 2.时序部件 ⑴脉冲源:为整个机器提供基准信号. ⑵启停控制逻辑 ⑶节拍信号发生器 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

29 第6章 中央处理器 6.2 控制器的组成和实现方法 3.微操作信号发生器――也称为控制单元 (CU) 4.中断控制逻辑 中断控制逻辑是用来控制中断处理的硬件逻辑. 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

30 第6章 中央处理器 6.2 控制器的组成和实现方法 微操作 信号发生器 程序计数器PC 地址形成部件 译码器 节拍发生器 时钟 中断控制逻辑 状态寄存器 操作码 地址码 中断 请求 控制台信息 I/O状态信息 +1 送MAR 或ALU 运行状态 … 微操作命令序列 … 指令 结束 … 指令寄存器IR 脉冲 源 启停 逻辑 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

31 第6章 中央处理器 6.2 控制器的组成和实现方法 6.2.2控制器的硬件实现方法 1.组合逻辑型 采用组合逻辑技术来实现,. 特点:速度快,但控制单元的结构不规整,修改、 功能扩展较困难. 2. 微程序控制器(存储逻辑型) 把每一个节拍的微操作信号代码化(形成微指 令),使每条机器指令转化成为一段微程序并存入一 个专门的存储器(控制存储器)中,执行每条指令 时,逐条取出控制存储器中微指令执行. 特点:设计规整、调试、维修以及更改、扩充指 令方便,执行速度比组合逻辑控制器慢. 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