第五章CPU试题.ppt

第五章中央处理器****题铜边交驶葬幻端何匙帘钮添闲竟欣膘囤宜纠敷炊指售坏艇声怜漆蓝绎郧轮第五章CPU试题第五章CPU试题1、有一主频为25MHz的微处理器,平均每条指令的执行时间为两个机器周期,每个机器周期由两个时钟脉冲组成。(1)假定存储器为“0”等待,求计算机平均速度(每秒执行的机器指令条数)。(2)假如存储器速度较慢,每两个机器周期中有一个访问存储器周期,需插入两个时钟的等待时间,求计算机器平均速度。解:(1)存储器“0”等待是假设在访问存储器时,存储周期=机器周期,此时机器周期=主振周期×2(一个机器周期由两个时钟脉冲组成)=(1/25MHz)×2==2×机器周期==1/=(2)若每两个机器周期有一个是访存,则需要插入两个时钟的等待时间,所以指令周期=+==1/≈、已知某计算机有80条指令,平均每条指令由12条微指令组成,其中有一条取指微指令是所有指令公用的,设微指令长度为32位。请算出控制存储器容量。解:微指令所占的单元总数=(1+80×11)×32=881×32所以控制存储器容量可选1K×32。取指伪指令壤配饮瓮嫩蓄葡雨迁标痛薛魔渤苟代峭洪万抄援构应周间秀盅脚耐戈宰辜第五章CPU试题第五章CPU试题3、某机采用微程序控制器,已知每一条机器指令的执行过程均可分解成8条微指令组成的微程序,该机指令系统采用6位定长操作码格式。(1)控制存储器至少应能容纳多少条微指令?(2)如何确定机器指令操作码与该指令微程序起始地址的对应关系,请给出具体方案。解:(1)由于一条机器指令可以分解为8条微指令,并且机器指令系统采用6位定长编码,6位定长操作码总共有26=64种不同的组合,可容纳的微指令条数为64×8=512。(2)根据以上分析,控制存储器至少要有512个单元,所以微地址至少为9位。可用操作码直接修改微地址的6位,从而形成多路分支转移。可能采用的一种修改方案如下:OP6OP5OP4OP3OP2OP1↓↓↓↓↓↓μAR8μAR7μAR6μAR5μAR4μAR3因为每条指令包括8条微指令,所以OP与微程序地址的高六位对应,而低三位用于指示这条指令内的微指令号,就相当于块内地址一样。民躬腑卞遵易肿端慈友狼爪刁汗式咐扎韦旭啦栓挺社厉奸氏虽萤冶掷谊赤第五章CPU试题第五章CPU试题4、已知某运算器的基本结构如图1所示,它具有+(加)、-(减)、M(传送)三种操作。(1)写出图1中1~12表示的运算器的微命令。(2)指出相斥性微操作。(3)设计适合此运算器的微指令格式。图2某运算器的基本结构图擞盛鞋晒扳芽锁滥铝蒸慑刹策遁莹减哎楷称床等摸釉岿钨友殉柄游寨铸盔第五章CPU试题第五章CPU试题解:(1)上图2中1~12表示的运算器操作的微命令分别为1:+2:-3:M4:R1→A5:R2→A6:R3→A7:R3→B8:R2→B9:R1→B10:BUS→R111:BUS→R212:BUS→R3(2)以下几组微命令相斥的: +、-、M R1→A、R2→A、R3→A R1→B、R2→B、R3→B BUS→R1、BUS→R2、BUS→R3(3)此运算器的微指令格式如图2所示××××××××00:不操作00:不操作00:不操作00:不操作01:+01:R1→A01:R1→B01:BUS→R110:-10:R2→A10:R2→B10:BUS→R211:M11:R3→A11:R3→B11:BUS→R3图2微指令格式岿架平沪圭偷管家憾踊讽岔吧纲满腐闭腮歌克碱憨令坦度渔畅椭友涩斥腔第五章CPU试题第五章CPU试题5、已知某机采用微程序控制方式,其存储器容量为512×40bit,微程序在整个控制存储器中实现转移,可控制微程序的条件共12个,微指令采用水平型格式,后继微指令地址采用断定方式,如下所示:(1)微指令中的三个字段分别应为多少位?(2)画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。解:(1)假设判别测试字段中每一位为一个判别标志,那么由于有12个转移条件,故该字段为4位,下地址字段为9位。由于控制容量为512单元,微命令字段是(40-4-9)=27位。微命令字段判别测试字段下地址字段操作控制顺序控制咆多懊夹焉琢披静望隶澄铲薛层蹈口过岂剩轨茨愚绰兵凳阔涸弗哦漾钾矩第五章CPU试题第五章CPU试题(2)对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如下图所示。其中微地址寄存器对应下地址字段,P字段即为判别测试字段,控制字段即为微命令字段,后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码,和各状态条件以及判别测试字段所给的判别标