内容发布更新时间 : 2025/7/15 19:53:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
9 图2所示为双总线结构机器的数据通路,IR为指令寄存器,PC为程序计数器(具有自增功能),M为主存(受R/W#信号控制),AR为地址寄存器,DR为数据缓冲寄存器,ALU由加、减控制信号决定完成何种操作,控制信号G控制的是一个门电路。另外,线上标注有小圈表示有控制信号,例中yi表示y寄存器的输入控制信号,R1o为寄存器R1的输出控制信号,未标字符的线为直通线,不受控制。
① “ADD R2,R0”指令完成(R0)+(R2)→R0的功能操作,画出其指令周期流程图,假设该指令的地址已放入PC中。并在流程图每一个CPU周期右边列出相应的微操作控制信号序列。
② 若将(取指周期)缩短为一个CPU周期,请先画出修改数据通路,然后画出指令周期流程图。
解:(1)“ADD R2,R0”指令是一条加法指令,参与运算的两个数放在寄存器R2和R0中,指令周期流程图包括取指令阶段和执行指令阶段两部分(为简单起见,省去了“→”号左边各寄存器代码上应加的括号)。根据给定的数据通路图,“ADD R2,R0”指令的详细指令周期流程图下如图a所示,图的右边部分标注了每一个机器周期中用到的微操作控制信号序列。(2)SUB减法指令周期流程图见下图b所示。
14 某机的指令格式如下所示
X为寻址特征位:X=00:直接寻址;X=01:用变址寄存器RX1寻址;X=10:用变址寄存器RX2寻址;X=11:相对寻址 设(PC)=1234H,(RX1)=0037H,(RX2)=1122H(H代表十六进制数),请确定下列指令中的有效地址: ①4420H ②2244H ③1322H ④3521H
解: 1)X=00 , D=20H ,有效地址E=20H 2) X=10 , D=44H ,有效地址E=1122H+44H=1166H 3) X=11 , D=22H ,有效地址E=1234H+22H=1256H 4) X=01 , D=21H ,有效地址E=0037H+21H=0058H 5)X=11 , D=23H ,有效地址 E=1234H+23H=1257H
15 图1为某机运算器框图,BUS1~BUS3为3条总线,期于信号如a、h、LDR0~LDR3、S0~S3等均为电位或脉冲控制信号。
① 分析图中哪些是相容微操作信号?哪些是相斥微操作信号?
② 采用微程序控制方式,请设计微指令格式,并列出各控制字段的编码表。
解:1)相容微操作信号LRSN 相斥微操作信号 a,b,c,d
2)当24个控制信号全部用微指令产生时,可采用字
段译码法进行编码控制,采用的微指令格式如下(其中目地操作数字段与打入信号段可结合并公用,后者加上节拍脉冲控制即可)。
3位 3位 5位 4位 3位 2位 ××× ××× ××××× ×××× ××× ×× X 目的操作数 源操作数 运算操作 移动操作 直接控制 判别 下址字段 编码表如下:
目的操作数字段 001 LDR0 010 LDR1 011 LDR2 100 LDR3 a, b, c, d, 源操作数字段 001 e 010 f 011 g 100 h 运算操作字段 MS0S1S2S3 移位门字段 L, R, S, N 直接控制字段 i, j, +1 19 CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次,主存完成的次数为80次,已知cache存储周期为40ns,