第5章 控制器.ppt

文档介绍：第五章控制器
第一节基本概念
第二节指令的执行过程
第三节硬连线控制器
第四节微程序控制器
第五节阵列逻辑控制器
第五节阵列逻辑控制器
CPU的基本构成:
控制器,运算器,寄存器(cache,指令缓存)
寄存器的类型:
指令寄存器(IP)
程序计数器(PC)
数据寄存器(DR)
地址寄存器(AR)
状态寄存器(SR)
数据通路:
数据总线(单总线,双总线,多总线)
专用通路(如MIPS)
数据总线结构
控制信号:
R1out:R1的输出控制
R1in: R1的输入控制
Yin: Y的输入控制
IRin: IR的输入控制
IRout: IR的输出控制
PCin: PC的输入控制
PCout: PC的输出控制
PC+1: PC计数更新控制
ADD: ALU加法操作控制
专用通路结构
专用通路结构
控制信号:
MemRead 存储器读
MemWrite 存储器写
ALUOp 运算操作码
ALUSrc ALU数据选择
PCWrite PC写
PCSource PC输入选择
RegWrite 数据寄存器写
MemtoReg写数据选择
RegDst 写寄存器选择
Irwrite 指令寄存器
Jump 选择转移地址
一些基本概念
三种生成控制信号方式
硬连线
微程序
阵列逻辑
指令周期,机器周期与时钟周期
第二节指令的执行过程一、运算指令的执行过程
专用通路结构:如add $1, $2, $3
(1) 取指令。IR = Memory[PC]
PC = PC + 4
一、运算指令的执行过程
专用通路结构:如add $1, $2, $3
(2) 指令译码及读取操作数。A = R[IR[25:21]]
B = R[IR[20:16]]
一、运算指令的执行过程
专用通路结构:如add $1, $2, $3
(3) 执行。ALUoutput = A + B
一、运算指令的执行过程
专用通路结构:如add $1, $2, $3
(4) 写回。R[IR[15:11]] = ALUoutput