第九章控制单元的功能ppt课件.ppt

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1、第９章控制单元的功能9.1操作命令的分析9.2控制单元的功能取指令取地址取操作数存程序断点取指周期间址周期执行周期中断周期FEDINDDINTDCLK1FE1IND1EX1INTEXD在CPU内可分别设置标志触发器来区分：9.1操作命令的分析完成一条指令分4个工作周期①现行指令地址送到存储器地址寄存器，并送上过地址总线②向主存储器发出读命令，启动主存作读操作，③将MAR（通过地址总线）所指的主存单元中的内容（指令）经数据总线读入MDR.④把指令送到指令寄存器IR。⑤形成下一条指令的地址,记作PC→MAR记作1→R记作M(MAR)→MDR记作MDR→IR记作(PC)

2、+1→PC一、取指周期3MDRCUMARPCIR存储器CPU地址总线数据总线控制总线IR+1PC→MAR→AB→M→DB→MDR→IR,PC+1→PC①将指令的地址码部分送到存储器地址寄存器，②向主存储器发出读命令R，启动主存的读操作，③将MAR（通过地址总线）所指的主存单元中的内容（有效地址）经数据总线读入MDR，④把操作数有效地址送到存储器地址寄存器,记作Ad(IR)→MAR记作1→R记作M(MAR)→MDR记作MDR→MAR二、间址周期除间指周期外，其它一些寻址方式如果操作数在主存储器，在形成操作数有效地址（并送到存储器地址寄存器中）后，也需要访问主存取数。

3、操作如下：①向主存储器发出读命令R，启动主存作读操作，记作1→R②将MAR（通过地址总线）所指的主存单元中的内容（数据）经数据总线读入MDR，记作M(MAR)→MDRMDRCUMARCPU地址总线数据总线控制总线PCIR存储器MDRAd(MDR)→MAR→AB→M→DB(EA)→MDR形成地址Ad(MDR)不同指令在执行周期的微操作是不同的，下面分“非访存指令”，“访存指令”，“转移类指令”讨论：1．非访存指令（1）清除累加器指令CLA该指令完成累加器清零的操作，记作0→ACC（2）累加器取反指令COM该指令完成累加器内容取反的操作，记作ACC→ACC（3）累加器

4、加1指令INC该指令完成累加器内容加1，结果送累加器的操作，记作(ACC)+1→ACC三、执行周期该指令完成累加器内容算术右移1位的操作，记作R(ACC)→ACC，ACC0→ACC0（5）循环左移1位指令CSL该指令完成累加器内容循环左移1位的操作，记作L(ACC)→ACC，ACC0→ACCn（6）停机指令STP该指令将运行标志触发器G置0，记作0→G（4）算术右移1位指令SHR（1）加法指令ADDX该指令完成累加器内容与主存X单元的内容相加，结果送累加器的操作，操作表达式（2）减法指令SUBX2．访存指令该指令完成累加器内容与主存X单元的内容相减，结果送累加器的

5、操作，操作表达式（执行周期）(ACC)+(MDR)→ACC(ACC)－(MDR)→ACC（执行周期）M(MAR)→MDR（存储器读周期）X→MAR（形成操作数有效地址后）（4）取数指令LDAX该指令将一主存单元的内容取到累加器中，操作表达式（5）存数指令STAX该指令将累加器内容写入主存X单元中，操作表达式(MDR)→ACC（执行周期）(ACC)→MDR（3）与指令ANDX该指令完成累加器内容与一主存单元的内容相与，结果送累加器的操作，操作表达式(ACC)∧(MDR)→ACC（执行周期）3．转移类指令（1）无条件转移指令JMPX指令的地址码部分送PC，操作表达式（

6、2）条件转移指令根据前面一条指令执行的结果（对标志寄存器的影响）决定是否转移。Ad(IR)→PC进位转移指令JCX如果进位标志C=1，则指令的地址码部分送PC，否则顺序执行。操作表达式负转移指令JNX如果标志N=1，则指令的地址码部分送PC，否则顺序执行。操作表达式零转移指令JZX如果标志Z=1，则指令的地址码部分送PC，否则顺序执行。操作表达式4.三类指令的指令周期取指周期执行周期取指周期执行周期取指周期执行周期取指周期间址周期执行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取指周期间址周期执行周期间接转移指令周期四、中断周期程序断点存入“0”

7、地址程序断点进栈0MAR1WPCMDRMDRM(MAR)向量地址PC0EINT（置“0”）0EINT（置“0”）向量地址PCMDRM(MAR)PCMDR1W中断识别程序入口地址MPC(SP)1MAR(关中断）(关中断）MDRCUMARCPU地址总线数据总线控制总线PC存储器SP→MAR→AB→M,PC→MDR→DB→M,入口地址→PC9.2控制单元的功能一、控制单元的外特性控制单元CU…时钟标志CPU内部的控制信号到系统总线的控制信号来自系统总线的控制信号系统总线指令寄存器（中断请求，DMA请求等）1.输入信号(1)时钟(2)指令寄存器(4)外来信号(3)标志CU

8、受时钟控制