计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计.ppt

第六章 CPU的工作机理与微程序设计
第一节 模型机总体结构
第二节 指令流程与组合逻辑控制器
第三节 微程序控制原理
第四节 微程序设计
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
1
第六章 CPU的工作机理与微程序设计
CPU的设计步骤大致如下：
1、拟定指令系统
2、确定总体结构
3、设计产生各种微命令的控制部件：
两种类型——组合逻辑、微程序
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
2
以8086/8088的结构及指令系统为基础简化设计模型机
一、总体结构
单BUS结构：CPU、存储器及I/O部件挂 接在一组系统总线上，同步方式工作
只保留EU结构
第一节 模型机总体结构
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
3
CLPC
PC+1
ABus
DBus
CBus
MARAB
MAR
GR#
GR  IB
RDGR
WRGR
W/B
D  IB
CPMAR
D
CPD
SAL
SAR
Z
CPZ
FR
FRIB
PC
CPPC
IR
CPIR
CU
时序
微命令
RD WR W/B
M
I/O
DBMDR
MDR
CPMDR
MDRDB
MDRIB
C
CPC
CIB
ZIB
ALU
A
B
ADD
SUB
B-1
IB
W/B
通
用
寄
存
器
组
PC  IB
系统
总线
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
4
二、CPU内总线结构（IB）
第一节 模型机总体设计
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
5
CLPC
PC+1
ABus
DBus
CBus
MARAB
MAR
GR#
GR  IB
RDGR
WRGR
W/B
D  IB
CPMAR
D
CPD
SAL
SAR
Z
CPZ
FR
FRIB
PC
CPPC
IR
CPIR
CU
时序
微命令
RD WR W/B
M
I/O
DBMDR
MDR
CPMDR
MDRDB
MDRIB
C
CPC
CIB
ZIB
ALU
A
B
ADD
SUB
B-1
IB
W/B
通
用
寄
存
器
组
PC  IB
IB
双向单总线
IB重用
单发送多接收
三态门隔离
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
6
三、CPU中寄存器设置
（1）通用R
第一节 模型机总体设计
设有八个16位通用寄存器，功能与8086中通用寄存器相同
这组寄存器采用单口随机访问存储器，每次只能访问其中一个寄存器。
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
7
CLPC
PC+1
ABus
DBus
CBus
MARAB
MAR
GR#
GR  IB
RDGR
WRGR
W/B
D  IB
CPMAR
D
CPD
SAL
SAR
Z
CPZ
FR
FRIB
PC
CPPC
IR
CPIR
CU
时序
微命令
RD WR W/B
M
I/O
DBMDR
MDR
CPMDR
MDRDB
MDRIB
C
CPC
CIB
ZIB
ALU
A
B
ADD
SUB
B-1
IB
W/B
PC  IB
通
用
寄
存
器
组
GR#
W/B
RDGR
WRGR
GR  IB
写某个通用寄存器，高电平有效
读某个通用寄存器，高电平有效
字/字节操作
AH
AL
BH
BL
CH
CL
DH
DL
SP
BP
DI
SI
将某通用寄存器内容送内总线，高电平有效
数据R
地址R
寄
存
器
组
MAR
D
Z
FR
PC
IR
CU
时序
RD WR W/B
M
I/O
MDR
C
ALU
寄
存
器
组
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
IB W AX：
（1）通用R
三、CPU中寄存器设置
第一节 模型机总体设计
GR地址(AX), WRGR, W/B
计算机原理与汇编CPU的工作原理与微程序设计
9
ABus
微命令
CU
CLPC
PC+1
DBus
CBus
MARAB
MAR
GR#
GR  IB
RDGR
WRGR
W/B
D  IB
CPMAR
D
CPD
SAL
SAR
Z
CPZ
FR
FRIB
P