第10章 CPU的结构与功能
本章要点
处理器组织
寄存器组织
指令周期
时序产生器
指令流水
RISC的硬件结构
Pentium处理器
处理器组织
CPU的基本功能
指令控制
操作控制
时间控制
数据加工
传统的CPU由运算器、控制单元和寄存器三大部分组成
处理器组织
一个简化的CPU视图:
寄存器组织
用户可见寄存器(User-Visible Register)
通用寄存器(General Purpose Register)
数据寄存器
地址寄存器
条件代码(condition codes)
寄存器组织
控制和状态寄存器(Control And Status Register)
程序计数器(PC)
指令寄存器(IR)
存储地址寄存器(MAR)
存储缓冲寄存器(MBR)
程序状态字(PSW)
指令周期
CPU典型的指令周期
时序产生器
计算机的协调动作需要时间标志,而时间标志则是用时序信号来体现的
组成计算机硬件的器件特性决定了时序信号最基本的体制是电位-脉冲制
硬布线控制器中,时序信号往往采用主状态周期-节拍电位-节拍脉冲三级体制
在微程序控制器中,时序信号比较简单,一般采用节拍电位-节拍脉冲二级体制
时序产生器
微程序控制器中时序信号产生器结构图
指令流水
流水线策略
指令流水类似于工厂中装配线的使用
流水线的主要问题
资源相关冲突
数据相关冲突
控制相关冲突
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