组成原理ch3CPU子系统-5组合逻辑控制方式ppt课件.ppt

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1、计算机组成原理第三章CPU子系统——组合逻辑控制方式计算机组成原理SCS-SWPU2回顾：CPU设计步骤：1.拟定指令系统2.确定总体结构3.安排时序4.拟定指令流程和微命令序列。5.形成控制逻辑组合控制：列逻辑式，形成逻辑电路微程序控制：按微指令格式编写微程序3.4CPU模型计算机组成原理SCS-SWPU3概述3.1算术、逻辑运算部件3.2CPU模型3.3组合逻辑控制方式3.4微程序控制方式3.5典型CPU介绍3.63.7运算方法重点及难点第三章CPU子系统计算机组成原理SCS-SWPU43.5.1组合逻辑控制器时序系统3.5组

2、合逻辑控制3.5组合逻辑控制方式3.5.2指令流程与操作时间系统第三章CPU子系统3.5.3微命令的综合与产生计算机组成原理SCS-SWPU5微命令发生器微命令序列I/O状态控制台信息运行状态译码…...PSW时序IR地址形成PCOPD寻址来自M送M或ALU+1送M组合逻辑控制器操作码及寻址方式各种状态信息时序信号微命令发生器微命令序列1.微命令发生器将产生微命令的条件综合化简，形成逻辑式，用组合逻辑电路实现电位型脉冲型计算机组成原理SCS-SWPU6组合逻辑控制方式中，时序信号采用:周期-节拍电位-节拍脉冲三级体制。3.5组合逻

3、辑控制方式SCS-SWPU晶振输出工作周期1工作周期2工作周期3节拍T1工作脉冲P节拍T2指令周期控制不同阶段操作时间控制分步操作时间对微操作定时取指执行取数取出指令修改PC打入IR打入PC多级时序信号之间的关系（时序关系）取源操作数取目的操作数计算机组成原理7计算机组成原理SCS-SWPU83.5.1组合逻辑控制器时序系统1.工作周期(1)取指周期FT用于指令正常执行设置6个触发器分别作为各周期状态标志(2)源周期ST(3)目的周期DT(4)执行周期ET(5)中断周期IT(6)DMA周期DMAT用于I/O传送控制1工作周期开始0

4、工作周期结束在整个指令周期中，只有一个工作周期状态标志为“1”。3.5组合逻辑控制方式计算机组成原理SCS-SWPU9(1)取指周期—FT从M中取出指令→IR,并译码；公操作修改PC(3)目的周期—DT根据操作码和寻址方式(R/非R寻址)，转相应工作周期按寻址方式形成源地址从M取出源操作数，暂存于C(2)源周期—ST按寻址方式形成目的地址或从M取出目的操作数，暂存于D源操作数为非R寻址，则进入ST目的操作数为非R寻址，则进入DT3.5.1组合逻辑控制方式的时序系统计算机组成原理SCS-SWPU10(5)中断周期IT关中断、保存断点

5、和PSW、转服务程序入口IT：CPU响应中断请求后，到执行中断服务程序前(6)DMA周期DMATDMAT指CPU响应DMA请求后，交出系统总线控制权的时间DMA控制器接管总线权，控制直传。(4)执行周期—ET按操作码完成相应操作(如：传送、运算、取转移地址送入PC、返回地址压栈保存)；后续指令地址送入MAR由硬件完成3.5.1组合逻辑控制方式的时序系统2.控制流程(工作周期转换)FT双单转STDTETDMATDMA请求？中断请求？ITYNYNSCS-SWPU计算机组成原理11计算机组成原理SCS-SWPU121）时钟周期时间：一次

6、从M读出；一次向M写入；CPU内部一次数据通路传送操作等等3.时钟周期(节拍)—T模型机以访存时间作为一步操作时间，即节拍3.5.1组合逻辑控制方式的时序系统假设为1msCPU模型计算机组成原理SCS-SWPU132）时钟周期数：CPT：计数器计数脉冲T+1:继续增加新的节拍，T计数，工作周期结束时T清0用计数器T控制节拍数一个工作周期=n个节拍，根据指令不同设置不同n节拍T0节拍T1ST(R1)+RI→MARM→MDR→C000001节拍T2010工作周期1RI+1→R1DT0000010103.5.1组合逻辑控制方式的时序系统

7、CPU模型计算机组成原理SCS-SWPU14每个时钟结束时设置一个脉冲。4.工作脉冲P1msTP打入寄存器进行时序转换（周期状态设置/清除、时钟T计数/清除）3.5.1组合逻辑控制方式的时序系统计算机组成原理SCS-SWPU153.5.1组合逻辑控制器时序系统3.5组合逻辑控制3.5组合逻辑控制方式3.5.2指令流程与操作时间系统第三章CPU子系统3.5.3微命令的综合与产生计算机组成原理SCS-SWPU161.取指周期FT:=1时进入拟定指令流程：确定各工作周期中每拍完成的具体操作初始化时置入FT列操作时间表：列出每一步操作所需

8、的微命令及产生条件（1）进入FT的方式和条件FTSRDCQQ总清1程序正常运行时同步打入FT。1FTCPFT(P)1FT=ET(1DMAT1IT)DMAT(1DMAT1IT)+IT+3.5.2指令流程与操作时间表CPU控制流程CPU模型计算机组成原