计算机组成原理_-CPU子系统-模型机CPU-3-指令流程与微命令.ppt

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1、3.4.3指令流程与微命令R0~R3R0~R3CDCDSPPCMDRSPPCA移位器BALUR2R0R1MI/OCB内总线CR3DMARMDRIRPCSPPSWABDB控制逻辑I/O请求clock1、数据通路中的微命令1/18(1)通路选择ALU功能：A/B选择器：移位选择：结果分配：R0~3/C/D/SP/CP→AR0~3/C/D/SP/PC/MDR→BS3S2S1S0、M、CI直传DM、左移SL、右移SR、节交换EXCPR0~3/CPC/CPD/CPSP/CPPC/CPMDR/CPMAR/CP

2、PSWR0~R3R0~R3CDCDSPPCMDRSPPCA移位器BALUR2R0R1内总线CR3DMARMDRPCSP图3-43PSW2/18MCBMARMDRABDB控制逻辑I/O请求clockEMARSMDRRWEMDRIRSIR(2)访存操作※地址使能EMAR0:MAR与地址线断开1:MAR输出到地址线※数据使能EMDR0:MDR与数据线断开1:MDR输出到数据线※主存读写模式R/W0/0:主存禁用0/1:写模式1/0:读模式※从数据总线DB置入：SMDR=1，DB→MDR；SIR=1，DB

3、→IR3/18(3)I/O操作与PSW※时钟信号CPPSW：01:1→PSW[4]其边沿信号驱动iDB[19:16]→PSW[3:0]MCBABDB控制逻辑I/O请求clockRWPSWST※中断标志位置入信号ST：10:0→PSW[4]CPPSWiDB[19:16]4/182、指令流程及微命令根据目标指令集和I/O请求，设计处理流程（1）各指令的公共操作FT：PC+1PCMIR（2）对应微命令电位型微命令脉冲型微命令MIREMAR,R,SIRPC+1PCPCA,A+1,DMCPPC其中“A+1”

4、对应“SM=10010、C0=1”（暂不考虑时序信号）5/18操作时间表中各微命令的含义:控制访存操作的微命令EMAR,R/W,SIR,…(2)控制CPU内部数据通路操作微命令PCA,S3S2S1S0MC0,DM,CPPC,…(3)控制时序切换的微命令需要结合控制系统才能表述。6/18❶传送指令FT0：MIR，1）流程图例1：MOVR0，R1；源数ET0：R1R0PCMARET1：例2：MOV(R0),(R1)；FT0：MIR，PC+1PCST0：R1MARST1：MMDRCDT0：R0MAR目

5、的地址ET0：CMDRET1：MDRMET2：PCMARPC+1PC7/18形式地址取源操作数，暂存于C，需5步。PC+1PCST0：PCMARDT1：MMDRCDT0：CMDR源数ET0：C+R1MARET1：MDRMET2：PCMARPC+1PC例3：MOVX(R0),X(R1)；FT0：MIRMMDRCST1：ST2：ST3：ST4：PCMARMMDRD形地PC+1PCDT2：DT3：D+R0MAR目的地址取目的地址，暂存于MAR，需4步。源数送存储器，需3步。8/18FT0：MIR2）操作

6、时间表例：MOV(R1)，(SP)+；SPMARMMDRCPC+1PCCPPCST0：SP+1SPEMARRSMDRMDRB输出BDMCPCSPAA+1DMCPSPEMARPCAA+1RSIRDMDMCPMAR输出ASPAST1：ST2：9/18ET1：MDRMPCMARET2：EMAR、W（EMDR）DMCPMAR输出APCADT0：R1MARDMCPMAR输出AR1AET0：CMDRCB输出BDMCPMDR10/18❷双操作数指令取目的数，暂存于D。例：ADDX(R1),(PC)+；FT0：M

7、IR，PC+1PC立即数ST0：PCMARST1：MMDRCST2：PC+1PCDT0：PCMARDT1：MMDRDDT2：PC+1PC形式地址DT3：D+R1MARDT4：MMDRD目的数ET0：C+DMDRET1：MDRMET2：PCMAR11/18❸单操作数指令FT0：MIR，例：COM-(R0)；DT0：R0-1R0、MARDT1：MMDRDET0：ET1：MDRMET2：PCMARPC+1PCDMDR12/18❹转移JMP/返回指令RST无条件转移SKPR（R）（R)+按R指示从M取转移

8、地址,修改R。（SP)+X(PC)执行再下条指令。从R取转移地址。按R指示从M取转移地址。从堆栈取返回地址,修改SP。以PC內容为基准转移。（RST）条件转移:根据PSW[3:0]和IR[5,3:0]判断。13/18FT0：MIR，例1：JMPR0；SP+1SP、MARMMDRPCET0：ET1：SPMARET2：R0PCPC+1PC例2：RST(SP)+；FT0：MIR，PC+1PCET0：、MAR例3：JMPX(PC)；FT0：MIR，PC+1PCET0：PCMARET1：MM