2012微机原理及接口技术课件-CH3.ppt

1、本章工具书，第3章微处理器架构和重要技术3.1微处理器架构和功能模块概要处理器的主要功能、基本构造、简化的处理器模型构造例3.2处理器设定订正1、处理器的设定订正步骤2、随机逻辑控制支重轮构造和设定订正3， 微编程(微查询密码)控制器支重轮结构和设置修订4、指令系统设置修订机械指令元素、指令格式、指令类型、寻址3.3操作、限制、设置修订、性能指标3.4典型微处理体系结构概述、ARM、x86、微处理器主要功能、计算机本质上，处理器的作用是协调校正功能的各部分以执行计程仪项指令序列。 处理器的5个主要功能：指令控制：控制指令按程序逻辑顺序执行。 操作控制：根据指令执行过程和指令约定功能的需要，产生

2、各种操作控制信号。 时间节点控制：在适当的时间节点(时刻)使对应的动作控制信号有效，能够维持所需的时间。 数据加工：对数据进行算术和逻辑运算处理。 中断处理：能够及时处理运行高速计程仪程序时发生的I/O操作请求和异常。微处理器的基本结构、用PMS描述逻辑结构： p处理器、m内存、s交换机(例如，冯诺伊曼结构的描述方式)、RTL(Register Transfer Level ) 逻辑结构的记述：系统设定订正的特定水平冯诺依曼机： 5大部件存储器计程仪程序序列，数据路径，电脑CPU的RTL记述：数据路径计算机支重轮，暂存器群，数据路径：ALUReg内部男低音， ALU :运算rru通用暂存器组栈

3、内存指针SP程序计数器PC，微操作控制电路，控制男低音CB，地址男低音AB，数据男低音DB，运算器，暂存器组，控制器，控制器，输入， 当收到输出“0000001000001000000000000000110”的命令时，首先取出其上位8二进制位的操作码，即000000010，这是一个减法操作，有三个地址，分别是两个源歌舞剧地址于是，电脑CPU在内存地址00000000100处取出减数，在0000001处取出减数，传送到ALU进行减法运算，将其结果传送到00000110处。 指令支重轮基本功能：根据指令的解码查询密码结果和当前状态，决定何时、根据怎样的条件，发出怎样的指令，进行怎样的操作：执行时

4、间节点控制信号生成指令所需的控制信号，响应各种中断和异常上通告请求，指令支重轮的基本功能(教科书P66 ) : 时间节点控制单元：脉冲源分频逻辑时钟周期系统中最小的基本时间分割指令周期读取并执行一个指令所需的时间占空比指令周期中的不同动作阶段，也称为机器周期，包括中断的指令周期状态图、电脑CPU的多级时间节点、 三星ARM 7处理器外部时钟校正电路，时钟采用外置10MHz和32.768 kHz的石英谐振器，其中，10MHz石英谐振器通过ARM内部的PLL倍频变换为66MHz，32.768 kHz石英谐振器是arm的RTC (实时时钟摇滾乐)校正时。、控制支重轮基本操作微操作(教科书P66 )、

5、微操作，例如，暂存器读指令、暂存器写指令、三重男同性恋开放、清除锁存器、PC值键盘增量1、各种复位指令等，简化的处理器模型，P62页， 程序计数器pc33 2.暂存器MAR和MDR简化了电脑CPU和主存储器之间的传输路径，便于控制3 .暂存器MAR和MDR对用户透明，不能进行计程仪、编程、网站数据库、处理器设置、1、指令系统的作成：需要完成哪些操作？ 2 .确定整体构成：暂存器设定、运算单元、控制单元的设定修订3、调度时间节点：时间节点控制信号的发生(控制支重轮的具体发生完成) 4、指令流程的制作：指令执行中的各步骤的传送操作的流程。 5 .生成控制逻辑：根据命令流生成最终控制逻辑。 根据微控

6、制器特罗尔指令的形成方式，控制器支重轮分为随机逻辑和微编程两种基本类型。 随机逻辑控制取支重轮设定改正(组合逻辑控制方式、硬合十礼方式)、随机逻辑控制支重轮的操作1-指令，程序计数器的值经由MUX发送到存储器，存储器内取出的指令被写入指令寄存器，在程序计数器上加1后重写，随机逻辑控制支重轮的操作2-命令的查询密码和执行，暂存器文件内的地址暂存器通过MUX地址存储器(例如1000H )获得ALU的命令的另一个歌舞剧，从暂存器文件内的数据寄存器取得ALU的结果值寄存器缓冲在该过程中的所有控制信号(例如，控制PC加1 )通过硬件合十礼层控制，在该随机逻辑(硬件-合十礼层逻辑)结构中，控制针织面料投入

7、产出之间的关系用布尔逻辑函数表示，其中PC加1控制信号，暂存器读取用布尔逻辑函数表示暂存器读取控制单元针织面料的输入和输出的关系，能够将、时间节点零配件、指令预处理例如各种运算控制、PC加1、读写控制信号等逻辑男同性恋位数优化硬件逻辑最小化， 尽可能地建立触发方式优化硬件时间序列逻辑男同性恋级数最小化并行路径减少时间节点制约(增加逻辑男同性恋)简化命令定径套逻辑简单，暂存器数少，随机逻辑控制支重轮的设定纠正点，随机逻辑控制支重轮的特点，优点：动作速度快，仅依赖于电路延迟另外，能够通过简化指令来减少所使用的男同性恋电路的总数，并能够削减制造成本。 缺点：指令定径套结构与硬件逻辑方程关系密切，设定

8、过程复杂。 复用性差，设定修订成果很少能再用于今后的新电脑CPU设定修订。 适用于更简单的指令定径套结构。 现代RISC处理器一般使用硬合十礼逻辑实现大部分功能，在微查询密码控制小滚珠的设定修改、微查询密码控制小滚珠的架构、微查询密码结构中，控制特罗尔针织面料的输入输出关系是一个存储系统、时序零件、指令预处理、工作原理迈微查询密码控制支重轮中包括的微查询密码、微查询密码(微指令)的示例、控制信号、微查询密码(微指令)、PC 1、m引脚、MUX、Reg写以及其他1、0、0取指令微查询密码，分析指令微查询密码，执行指令微查询密码，微查询密码指令支重轮的操作1控制流程，控制逻辑查询密码IR中的指令，

9、确定对应的微查询密码程序地址并写入PC的PC写入微代码ROM 3 .在IR解查询密码之后生成相应的控制信号。 如果在PC地址上加1，则在整个微查询密码计程仪程序完成之前，将获取下一个微指令地址。请记住第2章的分层结构。 微查询密码控制支重轮的操作2-数据路径、数据路径一般需要以下3个基本的时钟周期：从内存读取数据后(进行以下操作之一): 写入暂存器文件的写入指令寄存器(IR ) :作为alu的输入而临时暂存器(TempIn ) 从写入的暂存器读取数据后(执行以下任一项) : 将写入临时暂存器作为ALU的输入写入内存地址暂存器MAR的存储器中存储Result暂存器的内容写入暂存器栈内存，或存储在

10、存储器、微查询密码控制器的设定修正步骤中，硬件架构制作微编程，将指令分割成多个微步，然后转写到微编程，写入控制存储器ROM。 微查询密码控制支重轮的特点、优点：创建或更改微查询密码比创建或更改电路更费时、更不易出错，从而简化了硬件设置修订，使完成的机器在设置修订上几乎没有错误。 创建新的电脑CPU版本速度更快的缺点：相同功能的微查询密码比硬连接逻辑实现的开销更大，微查询密码结构和随机逻辑结构的比较， 硬件设置修订开销随机逻辑电脑CPU的硬件和指令定径套同步地进行设置修订和优化微查询密码电脑CPU的指令定径套设置修订并不直接影响现有硬件，即使修改指令定径套也不需要重新设置修订新硬件。 使用相同性

11、能的指令定径套可以加快随机逻辑电脑CPU操作。 执行相同的校正塔斯克可以使微查询密码电脑CPU使用更少(但更复杂)的指令来获得更高的性能。 现代CISC处理器一般使用微查询密码实现大部分功能，指令系统设置修订、指令定径套结构(ISA，Instruction Set Architecture ) :是架构的主要内容之一，其功能设置修订实际上是硬件和软件的功能分配硬件、软件优化策略RISC、CISC实现考虑了元素速度、成本和灵活性的实现方式的内容数据类型、指令功能、指令格式、 寻址方法实现基于步进应用程序的指令分类和具体指令创建此指令系统的各种高级语言编译程序仿真多个算法程序，确认指令系统的操作码

12、和寻址方法的性能是否高硬件实现了模拟使用的指令，软件低命令元素、操作查询密码(opcode ) :需要完成的操作源操作数(source operand reference ) :操作所需的输入操作数(result operand reference )指令这些个的二进制位列分为操作码字段：说明电脑CPU应该进行的歌舞剧命令的段/地址字段：说明源命令和目标歌舞剧命令存储的位置信息：说明源歌舞剧命令和目标操作数的数据类型。 下一个命令地址字段：不需要在当前命令之后立即在大星空卫视存储器或虚拟存储器中显示引用如果可能发生跳转，则必须显示指定的内存地址，硬件将通讯端口数据类型、1或某些特殊类型的数据数

13、值型数据：无符号整数、带符号整数、浮点非数值数据：字符串2、确认字数(数据长度的限制)。 “截断”(truncation )或“向上溢出”(overflow )、“命令数”(binary operation )和“二进制操作”(binary operation )是基本命令类型，通常包含两个源命令和一个目的(结果)命令的三个命令地址【指令格式的示例】假设一台机器的字数为8二进制位，且通常通讯端口简单的指令：指令为2地址指令，源指令为2种寻址方式的暂存器地址(R0，R1 )和能够即时寻址的目的指令，采用与暂存器直接的2种寻址方式； 修改适用于上述机器指令的查询密码牛鼻子。 另外，如果采用定长编码

14、(8bit )方案，则可定义的指令格式可以是=0000、ADD=0001或SUB=0010或MOV=0011或IN=0100或OUT、营销对象暂存器号、源暂存器号、指示指令类型的2 .来自存储在存储器针织面料中的3、I/O通讯端口。 4 .从指令直接给予指令，电脑CPU如何找到这些个指令？ 邮箱的地址和地址，为什么需要地址呢？ 我需要找到指挥官。 什么是寻址？ 根据地址搜索命令、寻址方式吗？ 用什么方法给你地址，用这个地址找命令的方法，找生活中的例子，找同级生(张三)的方法(把你们的宿舍当作内存)，找到张三，用直接宿舍号码(地址)找，问一下值班室间接取得宿舍号码，直接地址，间接地址向右2 UC

15、针织面料，移位量地址，地址方式： 1命令直接写入计程仪程序(非内存地址方式): 即时数字地址(P78 )，例如： MOV R1 #0 x64 (ARM命令) 2命令暂存器内(非内存地址方式): 暂存器(直接)地址(P78 ) 3命令内存内(内存地址方式):内存直接地址(P79 )、内存间地址(P79，) o接口中(非内存地址方式):内存地址(内存映像地址)或端口地址(独立地址)，查找的张三在大楼外等待， 正在找的张三在楼内宿舍等着，正在找的张三在你身边，马上数immediate addressing mode，P240 ARM命令，内存直接寻址memory direct addressing mode，命令门、暂存器直接地址、ARM不对应的这个地址方式、存储器直接地址和暂存器直接地址的区别：前者在电脑CPU内部工作，后者需要发出内存地址和存储器读取信号，存储器直接地址、暂存器直接地址、 存储器间地址memoryindirectaddress (1)暂存器间地址方式(2)存储器间地址方式(3)位移量地址方式(4)目录索引地址方式(5)比例尺地址方式(6)自增减地址方式(补充)、暂存器间地址方式registering P241 ARM具有该地址方式，但没有