CPU内部单总线数据通路各阶段的微操作序列利控制信号

1.内部总线与系统总线 

内部总线是指同一部件,如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线;

系统总线是指同一台计算机系统的各部件,如CPU、内存、通道和各类/0接口间互相连接的总线。

2.寄存器之间数据传送

 比如把PC内容送至MAR,实现传送操作的流程及控制信号为:

(PC)→>BusPCout有效,PC内容送总线
Bus->MARMARin有效,总线内容送MAR

3.主存与CPU之间的数据传送

 比如CPU从主存读取指令,实现传送操作的流程及控制信号为:

(PC)→>Bus->MARPCout和MARin有效,现行指今地址>MAR
1->RCU发读命令(通过控制总线发出)
MEM(MAR)->MDRMDRin有效
MDR->Bus->IRMDRout和IRin有效,现行指令-IR

4.执行算术或逻辑运算

 比如一条加法指令,微操作序列及控制信号为:

Ad(IR)->Bus->MARMDRout和MARin有效
1->RCU发读命令
MEM(MAR)→>数据线→MDR MDRin有效
MDR→>Bus->YMDRout和Yin有效,操作数→Y
(ACC)+(Y)→>ZACCout和ALUin有效,CU向ALU发送加命令
Z→>ACCZout和ACCin有效,结果>ACC

5.实例 

设有如图所示的单总线结构,分析指令ADD(RO),R1的指令流程和控制信号。

1.分析指令功能和指令周期

功能:((RO))+(R1)>(RO)取指周期、间址周期、执行周期

2.写出各阶段的指令流程

取指周期:

 

公共操作

时序微操作有效控制信号
1(PC)→>MARPCout, MARin
2

M(MAR)->MDR

(PC)+1→>PC

MemR, MARout,
MDRinE
3(MDR)->IRMDRout, IRin
4指令译码-

间址周期:

完成取数操作,被加数在主存中,加数已经放在寄存器R1中。 

时序微操作有效控制信号
1(R0)→>MARR0out,MARin
2M(MAR)->MDRMemR, MARout,
MDRinE
3(MDR)→>YMDRout, Yin

执行周期:

完成取数操作,被加数在主存中,加数已经放在寄存器R1中。 

时序微操作有效控制信号
1(R1)+(Y)→ZR1out,ALUin,CU向ALU发ADD控制信号
2(Z)→>MDRZout,MDRin
3(MDR)→>M(MAR)MemW,MDRoutE,MARout

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