计算机组成原理课后答案(第二版)-唐朔飞-第十章ppt课件.ppt

控制单元的设计1.假设响应中断时，要求将程序断点存在堆栈内，并且采用软件办法寻找中断服务程序的入口地址，试写出中断隐指令的微操作及节拍安排。解：设软件查询程序首址为0号内存单元，则中断隐指令的微操作命令及节拍安排如下：T00EINT，SPMART1PCMDR，0-W，SP+1SPT2MDRM（MAR）T3SPMART4PSWMDR，0-W，SP+1SPT50PC，MDRM（MAR）由于题意中没有给出确切的数据通路结构，故上述节拍分配方案的并行性较低。2.写出完成下列指令的微操作及节拍安排（包括取指操作）。（1）指令ADDR1，X完成将R1寄存器的内容和主存X单元的内容相加，结果存于R1的操作。（2）指令ISZX完成将主存X单元的内容增1，并根据其结果若为0，则跳过下一条指令执行。解：该题题意中没有指定数据通路，因此排序前应先设定一下。在此设采用单总线结构的CPU数据通路，且ALU输入端设两个暂存器C、D（见17题图）。并设采用同步控制，每周期3节拍：（1）指令ADDR1，X的微操作及节拍安排如下：取指周期：T0PCMAR，1RT1PC+1，M(MAR)MDRT2MDRIR，OP(IR)ID执行周期1：T0X(IR)MAR，1RT1R1C，M(MAR)MDRT2MDRD执行周期2：T0T1T2+，ALUR1（2）指令ISZX的微操作及节拍安排（取指周期同（1），略）：执行周期1：T0X(IR)MAR，1RT1M(MAR)MDRT2MDRC执行周期2：T0+1，ALUMDRT10-WT2MDRM(MAR)(PC+1)·Z（设Z为结果为0标志）该指令的操作在一个执行周期做不完，因此安排了两个执行周期。3.按序写出下列程序所需的全部微操作命令及节拍安排。解：由于题意未明确要求采用何种控制器结构，故仍按较简单的组合逻辑时序关系安排节拍（单总线、同步控制，假设同上题）：LDA306指令：取指周期：T0PCMAR，1RT1PC+1，M(MAR)MDRT2MDRIR，OP(IR)ID执行周期：T0306(IR)MAR，1RT1M(MAR)MDRT2MDRACADD307指令：取指周期：同上。执行周期1：T0307(IR)MAR，1RT1M(MAR)MDR，ACCT2MDRD执行周期2：T0T1T2+，ALUACBAN304指令：取指周期：同上。执行周期：（设N为结果为负标志）T0T1T2N·304(IR)PCSTA305指令：取指周期：同上。执行周期：T0305(IR)MART1ACMDR，0-WT2MDRM(MAR)STP指令：取指周期：同上。执行周期：T0T1T20G（G为停机标志。）6.已知带返转指令的含义如下图所示，写出机器在完成带返转指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作及节拍安排。主程序子程序解：假设同上题，仍按组合逻辑、单总线、同步控制安排，带返转指令的全部微操作及节拍如下：取指周期：T0PCMAR，1R（注：MMAR）T1PC+1，M(MAR)MDRT2MDRIR，OP(IR)ID执行周期：T0K(IR)MART1PCMDR，0-w（注：M+1MDR）T2MDRM(MAR)K+1PC12.能否说水平型微指令就是直接编码的微指令，为什么？解：不能说水平型微指令就是直接编码的微指令，因为符合水平型微指令特征的微指令都属于水平型微指令，常见的有：直接编码、字段直接编码、字段间接编码，及混合编码等。直接编码的微指令只是最典型的一种。15.设控制存储器的容量为512×48位，微程序可在整个控存空间实现转移，而控制微程序转移的条件共有4个（采用直接控制），微指令格式如下：19.假设机器的主要部件有：程序计数器PC，指令寄存器IR，通用寄存器R0、R1、R2、R3，暂存器C、D，ALU，移位器，存储器地址寄存器MAR，存储器数据寄存器MDR及存储矩阵M。（1）要求采用单总线结构画出包含上述部件的硬件框图，并注明数据流动方向。（2）画出ADD（R1），（R2）指令在取指阶段和执行阶段的信息流程图。R1寄存器存放源操作数地址，R2寄存器存放目的操作数的地址。（3）写出对应该流程图所需的全部微操作命令。解：（1）采用单总线结构的CPU硬件框图如下：（2）ADD（R1），（R2）（3）对应该流程图所指令流程图如下：需的全部微操作命令。R1o，MARi1RMDRo，CiR2o，MARi1RMDRo，Di+，D，MDRi0-W公操作20.假设机器的主要部件同上题，外加一个控制门G。（1）要求采用双总线结构（每组总线的数据流动方向是单向的），画出包含上述部件的硬件框图，并注明数据流动方向。（2）画出SUBR1，R3完成