计算机组成原理(cpu的控制器部件)

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1、计算机组成原理主讲：颜俊华CPU控制器部件控制器的功能控制程序的自动执行控制每条指令的正确执行指令执行步骤读取指令分析指令执行指令总线与数据通路结构为了使数据传送控制简单、集中，采用以ALU为中心的总线结构CPU组成包括四个部分：ALU部件、寄存器组、内总线、CPU与系统总线的连接R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑（1）内总线ALU为内部数据传送通路的中心；寄存器采用内总线采用单向数据总线(16位)；分立结构；R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA

2、移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑(2)系统总线AB、DB、CB，CPU通过它与外部连接，与它的连接通过MAR、MDR实现。MDR输出输出至DB输出至ALU的B门输入从内总线输入从DB输入(打入)(置入)R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑3.各类信息传送途径M（1）指令信息置入DBIRMDBIR（2）地址信息R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内

3、总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑1）指令地址2）指令地址加1（顺序执行）PCPCAALU移位器内总线MARPC打入AALU移内MARPCAALU移内PCC0C0打入R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑3）转移地址MIR寄存器寻址：R0R0BALU移位器内总线PCR0打入BALU移内PC寄存器间址：R0打入BALU移内MARABMDB置入MDRBMARMDRMDR移、内PCALUR0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BA

4、LUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑IRR0R0BALU移位器内总线4）操作数地址寄存器寻址：R0R1寄存器间址：R0打入BALU移内MARMARR1R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑变址：PCAALU移位器内总线MARR0PCAALU移内MARABMDB移内CPCMMMDRMDRBCMDRBALUR0R0CALUCAB移内MARR0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI

5、/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑数据信息的传送MIRR0R0BALU移位器内总线1）RR：R0打入BALU移内R1DBMDBMDRBMDRMDR移、内R2ALUR12）RM：R0打入BALU内MDR3）MR：R2MR0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑MIRR0R0BALU移位器内总线6）MM：M(源)R0MDRMDRMDRDB内I/OALU4）RI/O：C打入DBMDR内CALU(计算目的地址)DBMCALU内MDR(目的)C

6、AI/OR0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑MIRR0BALU移位器内总线DBMDRMDRDBDMA方式：I/O5）I/OR打入I/OMDR内R0ALUI/O7）I/OMM微命令设置(1)数据通路操作：ALU功能选择：ALU输入选择：输出移位选择：结果分配：R0A、R0B、S3S2S1S0、M、C0不移、左移、CPR0、CPC、CPMAR、R0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCS

7、PPSWABDB控制逻辑(2)访M、I/O操作：读R地址使能EMAR写W置入MDRSMDR，1MAR向AB送地址000MDR与DB断开,MAR与AB断开R=1读W=1写置入IRSIRMR0~R3R0~R3CDCDSPPCPSWMDRA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑组合逻辑控制器拟定指令流程：确定各工作周期中每拍完成的具体操作列操作时间表：列出每一步操作所需的微命令及产生条件（1）取指流程FT0：PC+1PCMIR（2）操作时间表FT0：电位型微命令脉冲型微命令