cpu的基本结构和功能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,cpu,的基本结构和功能,cpu,的基本结构,指令周期,指令流水,中断系统,cpu,的结构,一、,cpu,的功能,1.,控制器的功能,取指令,分析指令,执行指令，发出各种操作命令,控制程序输入级结果的输出,总线管理,处理异常情况和特殊请求,2.,运算器的功能,实现算术运算和逻辑运算,二、,cpu,结构框图,1.cpu,与系统总线,指令控制,PC IR,操作控制,CU,时序电路,时间控制 同上,数据加工,ALU,寄存器,处理中断 中断系统,cpu,ALU,寄存器,中断,系统,cu,控制总线,数据总线,地址总线,状态标志,移位,取反,算术和,布尔逻辑,内部,CPU,数据总线,2.CPU,的内部结构,寄存器,CU,中断,系统,.,三、,cpu,的寄存器,1.,用户可见寄存器,（,1,）通用寄存器,（,2,）数据寄存器,（,4,）条件码寄存器,（,3,）地址寄存器,存放操作数,可做某种寻址方式所需的寄存器,存放操作数（满足各种数据类型）,两个寄存器拼接存放双倍字长数据,存放地址，其位数应满足最大的地址范围用于特殊的寻址方式 段基址 栈指针,存放条件码，可做程序分支的依据,如正、负、零、溢出、进位等,2.,控制和状态寄存器,（,1,）控制寄存器,PC,MAR,M,MDR,IR,控制,CPU,操作,其中,MAR,、,MDR,、,IR,PC,用户不可见,用户可见,（,2,）状态寄存器,存放程序状态字,PSW,寄存器,存放条件吗,状态寄存器,3.,举例,Z8000,8086,MC 68000,四、控制单元,CU,和中断系统,1.CU,产生全部指令的微操作命令序列,组合逻辑设计,微程序设计,硬连线逻辑,存储逻辑,2.,中断系统,五、,ALU,加、减、乘、除,与、或、非,指令周期的基本概念,1.,指令周期,取出并执行一条指令所需的全部时间,完成一条指令,取指、分析,执行,取指周期,执行周期,取指阶段,执行阶段,取指周期,执行周期,（取指、分析）,（执行指令）,指令周期,2.,每条指令的指令周期不同,取指周期,指令周期,NOP,取指周期,执行周期,指令周期,ADD mem,取指周期,执行周期,指令周期,. . .,MUL mem,3.,具有间接寻址的指令周期,取指周期,间址周期,指令周期,执行周期,4.,具有中断周期的指令周期,取指周期,间址周期,指令周期,执行周期,中断周期,5.,指令周期流程,取指周期,有间址吗？,执行周期,有中断吗？,间址周期,中断周期,是,否,是,否,6.cpu,工作周期的标志,CPU,访存有四种性质,