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单片机原理及接口技术第二章答案,cpu算术逻辑单元部件

时间:2023-05-05 16:29:29 阅读:156363 作者:574

数据路径

数据路径:在功能部件之间传输数据的路径。

也就是说,信息从哪里、经由哪个部件最后传递到哪里,通过控制部件生成的控制信号建立数据路径

数据路径的基本结构分为三类:

CPU内部单总线方式。

CPU内部多总线方式。

专用数据路径方式。

CPU内部单总线方式

内部总线是指在同一部件例如CPU内部连接各寄存器和运算部件间总线;

系统总线是将同一计算机系统的各部分(如CPU、内存、通道和各种I/O接口)相互连接的总线。

1 .寄存器之间的数据传输

例如,将PC的内容发送到MAR,实现传输操作的过程和控制信号如下。

(PC )Bus PCout有效,PC内容被发送到总线

BusMAR pcdyb有效,总线内容发送到MAR

也可以写作(PC )BusMAR

也有写着PCBusMAR的教材

明确数据流是很重要的

2 .主存储器和CPU之间的数据传输

例如,CPU从主存储器读取命令,实现传送操作的流程和控制信号如下。

(PC )BusMAR PCout和pcdyb有效,当前命令地址MAR

1R CU发出读取命令(通过控制总线发出,未图示) ) ) ) ) ) ) )。

mem(mar )MDR MDRin有效

MDRBusIR MDRout和IRin有效,当前命令IR

3 .执行算术运算或逻辑运算

例如,一个加法指令、微操作序列和控制信号如下。

ad(IR )BusMAR MDRout和pcdyb已启用(或AdIRout和pcdyb已启用) )。

1R CU发出读取命令

mem(mar ) -数据线-启用MDR MDRin

MDRBusY MDRout和Yin有效,操作数Y

(ACC ) ) y )Z ACCout和ALUin有效,CU向ALU发送正命令

ZACC Zout和ACCin有效,结果ACC

CPU内部单总线方式——例题

设置如图所示的单总线结构,分析命令add(r0 )、R1的命令流程和控制信号。

解答:

分析命令功能和命令循环

功能: ((R0 ) ) (R1 )(r0 ) ) ) ) )。

指周期、地址周期、执行周期

写下每个阶段的命令流程

指周期:公共操作时机

微操作

有效控制信号1

(PC )MAR

PCout,pcdyb

2

m(mar )MDR,(PC ) 1PC

MemR,MARout,MDRinE

3

(MDR )IR

MDRout,IRin

4

指令解码

_

5 )可以节约)

(PC ) 1PC

_

地址周期:读取操作完成,添加的数据在主存储器中,添加的数据已经存储在寄存器R1中。

时间序列

微操作

有效控制信号1

(R0 )MAR

R0out,pcdyb

2

m(mar )MDR

MemR,MARout,MDRinE

3

(MDR )Y

MDRout,Yin

执行周期:读取操作完成,添加的数据在主存储器中,添加的数据已经放置在寄存器R1中。

时间序列

微操作

有效控制信号1

(R1 ) y )Z

R1out,ALUin,CU向ALU发送ADD控制信号

2

(z )MDR

Zout,MDRin

3

(MDR )m ) mar ) )。

MemW,MDRoutE,MARout

各周期执行数据的流程图如下。

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