Chương 5 Chương 2 Tổ chức tổng quát máy tính Bộ xử lý trung tâm CPU Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit) Nội dung • Tổ chức của CPU • Hoạt động của chu trình lệnh • Đơn vị điều khiển • Kỹ[.]
Chương Tổ chức tổng quát máy tính Bộ xử lý trung tâm CPU Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit) Nội dung • • • • • Tổ chức CPU Hoạt động chu trình lệnh Đơn vị điều khiển Kỹ thuật đường ống lệnh Cấu trúc xử lý tiên tiến Tổ chức CPU • Cấu trúc CPU Tổ chức CPU • Cấu trúc CPU (tiếp) – Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): điều khiển hoạt động máy tính theo chương trình định sẵn – Đơn vị số học logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU): thực phép toán số học phép toán logic – Tập ghi (Register File - RF): lưu giữ thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động CPU – Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit - BIU): kết nối trao đổi thông tin bus bên (internal bus) bus bên (external bus) Tổ chức CPU • Đơn vị số học luận lý ALU – Thực phép toán số học phép tốn luận lý: • Số học: Cộng, trừ, nhân, chia, tăng, giảm, đảo dấu,… • Luận lý: AND, OR, XOR, NOT, phép dịch bit,… Tổ chức CPU • Đơn vị điều khiển CU – Điều khiển nhận lệnh từ nhớ đưa vào ghi lệnh – Tăng nội dung PC để trỏ sang lệnh – Giải mã lệnh nhận để xác định thao tác mà lệnh yêu cầu – Phát tín hiệu điều khiển thực lệnh – Nhận tín hiệu yêu cầu từ bus hệ thống đáp ứng với yêu cầu Tổ chức CPU • Các tín hiệu đưa đến đơn vị điều khiển – – – – Clock: tín hiệu xung nhịp từ mạch tạo dao động bên Mã lệnh từ ghi lệnh đưa đến để giải mã Các cờ từ ghi cờ cho biết trạng thái CPU Các tín hiệu u cầu từ bus điều khiển • Các tín hiệu phát từ đơn vị điều khiển – Các tín hiệu điều khiển bên CPU: • Điều khiển ghi • Điều khiển ALU – Các tín hiệu điều khiển bên ngồi CPU: • Điều khiển nhớ • Điều khiển mơ-đun nhập xuất Hoạt động chu trình lệnh • Chu trình lệnh – – – – – – Nhận lệnh (Fetch Instruction - FI) Giải mã lệnh (Decode Instruction - DI) Nhận toán hạng (Fetch Operands - FO) Thực lệnh (Execute Instruction - EI) Cất toán hạng (Write Operands - WO) Ngắt (Interrupt Instruction - II) Hoạt động chu trình lệnh • Chu trình lệnh (tiếp) ... từ bus điều khiển • Các tín hiệu phát từ đơn vị điều khiển – Các tín hiệu điều khiển bên CPU: • Điều khiển ghi • Điều khiển ALU – Các tín hiệu điều khiển bên ngồi CPU: • Điều khiển nhớ • Điều khiển... khiển • Gồm loại: – Đơn vị điều khiển vi chương trình (Microprogrammed Control Unit) – Đơn vị điều khiển phần cứng (Hardwired Control Unit) Đơn vị điều khiển • Đơn vị điều khiển vi chương trình... (microoperation) – Để hoàn thành lệnh cần thực một vài vi chương trình – Tốc độ chậm Mạch Đơn vị điều khiển • Đơn vị điều khiển phần cứng – Sử dụng vi mạch phần cứng để giải mã tạo tín hiệu điều khiển thực