1. Trang chủ
  2. » Công Nghệ Thông Tin

Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx

31 788 3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 31
Dung lượng 836,89 KB

Nội dung

Nói chung những công việc nó phải làm là: - Tìm nạp lệnh Fetch Instruction: CPU ñọc một lệnh từ bộ nhớ - Diễn giải lệnh Interpret Instruction: Lệnh ñược giải mã và xác ñịnh xem hành ñộng

Trang 1

Chương VII: TỔ CHỨC BỘ XỬ LÝ

Trong các chương trước chúng ta ñã các khái niệm cơ bản liên quan ñến các phần khác nhau của máy tính Trong chương này chúng ta tập trung vào bộ phận chính yếu của mọi máy tính – bộ

xử lý trung tâm (central processing unit - CPU) Chức năng chính yếu của CPU là thực thi các lệnh ñược lưu trong bộ nhớ chính Như

ñã ñề cập trong phần giới thiệu, do giáo trình này ñược thiết kế dành cho sinh viên học ngay học kỳ ñầu tiên cho nên chúng ta chỉ

ñề cập ñến các vấn ñề ở mức ñộ ñơn giản

7.1 Tổ chức bộ xử lý trung tâm

ðể hiểu ñược cách tổ chức trong CPU như thế nào chúng ta hãy xem những ñòi hỏi ở bên trong nó và những gi nó phải thực hiện Nói chung những công việc nó phải làm là:

- Tìm nạp lệnh (Fetch Instruction): CPU ñọc một lệnh từ

bộ nhớ

- Diễn giải lệnh (Interpret Instruction): Lệnh ñược giải

mã và xác ñịnh xem hành ñộng gì ñòi hỏi thực hiện

- Tìm nạp dữ liệu (Fetch data): ðể thực hiện câu lệnh có

thể ñòi hỏi ñọc dữ liệu từ bộ nhớ hoặc từ các thiết bị nhập xuất

- Xử lý dữ liệu (Process data): Việc thi hành lệnh có thể

ñòi hỏi thực hiện một vài phép tính số học hay logic trên các dữ liệu tìm nạp vào

- Ghi dữ liệu (Write data): Kết quả thực thi lệnh cũng có

thể ñòi hỏi phải ghi dữ liệu vào bộ nhớ hoặc ghi ra các thiết bị nhập xuất

ðể làm ñược các việc như vậy ñòi hỏi CPU cần lưu một số

dữ liệu tạm thời Nó phả nhớ vị trí của lệnh vừa thực hiện cũng như nó cần phải biết ñược ở ñâu có thể nhận ñược lệnh tiếp theo ñể thực hiện Nó cần lưu tập lệnh và dữ liệu tạm thời trong khi thực thi

Trang 2

một lệnh nào ñó Nói cách khác CPU cần một bộ nhớ trong nhỏ ñể tiện lợi làm việc

Nói chung ñể thực hiện các việc vừa liệt kê ở trên, một bộ

xử lý trung tâm ñơn giản cần bao gồm ba nguyên tố quan trọng nhất: tập các thanh ghi, một bộ xử lý logic số học (Arithmetic Logic Unit - ALU) và một bộ ñiều khiển (Control Unit - CU) Tổ chức một máy tính ñơn giản gồm CPU và tương tác của nó với bộ nhớ chính và các thiết bị nhập xuất có thể biểu diễn như hình 7.1

Hình 7.1 Tổ chức một máy tính ñơn giản

Bộ các thanh ghi của các loại máy tính là khác nhau và thường chia làm hai loại, các thanh ghi ñược dùng với mục ñích chung (general-purpose registers), và các thanh ghi với mục ñích ñặc biệt (special-purpose registers) Các thanh ghi mục ñích chung ñược sử dụng cho bất kỳ mục ñích nào, ví dụ như có thể dùng nó làm nơi lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau, dùng làm lưu các toán hạng của một lệnh Trong khi các thanh ghi với mục ñích ñặc biệt chỉ có một số chức năng bên trong CPU, ví dụ như bộ ñếm chương

Trang 3

trình (progam counter - PC) là một thanh ghi với mục ñích ñặc biệt

ñó là chỉ dùng ñể lưu ñịa chỉ của lệnh cần thực hiện tiếp theo Một

ví dụ khác của thanh ghi với mục ñích ñặc biệt là thanh ghi mã lệnh (Instruction Registers – IR), thanh ghi này chỉ ñược dùng ñể lưu mã lệnh ñang thực hiên tại thời ñiểm hiện tại

Bộ logic số học ALU cung cấp một mạch số cần thiết ñể thực hiện các phép tính số học (như cộng, trừ, nhân , chia), logic (như NOT, AND, OR) và các phép toán dịch chuyển trong bộ lệnh

Bộ ñiều khiển (control block) chịu trách nhiệm ñiều khiển mọi hoạt ñộng của CPU như tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chính, giải mã

nó, ñịnh loại xem nó thuộc loại nào và cuôi cùng là ra lệnh cho các

bộ phận trong CPU làm việc gì

CPU tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chính, ñọc dữ liệu từ bộ nhớ chính, ghi dữ liệu ngược lại ñó khi cần và truyền các dữ liệu từ các thiết bị ngoại vi vào máy tính cũng như ñưa các dữ liệu trong máy tính ra các thiết bị ngoại vi Các thiết bị ngoại vi ở ñây có thể là ổ

ñã cứng, máy in, flash memory,…

Trong hình 7.2 cho ta sơ ñồ tổng quát của CPU một cách tỷ

mỉ hơn Trong ñó chỉ ra việc truyền dữ liệu và ñường ñiều khiển logic cũng ñược chỉ ra bao gồm cả một nguyên tố gọi là trục CPU nội (Internal CPU bus) Nguyên tố này ñược cần ñể truyền dữ liệu giữa các thanh ghi khác nhau và ALU, bởi vì trên thực tế thì ALU thực thi chỉ trên các dữ liệu nằm ở bộ nhớ bên trong CPU

Trang 4

Hình 7.2 Cấu trúc bên trong của CPU

7.2 Bộ ñiều khiển

Giống như trong một trung ñội thì mọi hoạt ñộng ñược ñiều khiển bởi trung ñội trưởng, bộ ñiều khiển chịu trách nhiệm ñiều khiển mọi hoạt ñộng của CPU Bộ ñiều khiển tạo các tín hiệu ñiều khiển di chuyển số liệu (tín hiệu di chuyển số liệu từ các thanh ghi ñến bus hoặc tín hiệu viết vào các thanh ghi), ñiều khiển các tác vụ

mà các bộ phận chức năng phải làm (ñiều khiển ALU, ñiều khiển ñọc và viết vào bộ nhớ trong ) Bộ ñiều khiển cũng tạo các tín hiệu giúp các lệnh ñược thực hiện một cách tuần tự

ðể thiết kế một bộ ñiều khiển, ta có thể dùng một trong hai cách là dùng mạch ñiện tử hoặc dùng vi chương trình (microprogram)

Trang 5

Bộ ñiều khiển mạch ñiện tử

Trong chương 5 chúng ta ñã học về mạch tuần tự Một bộ ñiều khiển mạch ñiện tử có nguyên lý hoạt ñộng như một mạch tuần tự Tức là sẽ có các trạng thái và các ñường tín hiệu mà sự thay ñổi của các tín hiệu tại một thời ñiểm nhất ñịnh sẽ làm trạng thái giữ nguyên hoặc chuyển sang một trạng thái mới

ðể hiểu ñược vận hành của bộ ñiều khiển mạch ñiện tử, chúng ta xét ñến mô tả về Automate (mạch tự ñộng hóa) trạng thái hữu hạn như một mạch tuần tự có nhiều hệ thống hay nhiều thành phần mà ở mỗi thời ñiểm xem xét ñều có một trạng thái (state)

Mục ñích của trạng thái là ghi nhớ những gì có liên quan trong quá trình hoạt ñộng của hệ thống Vì chỉ có một số trạng thái nhất ñịnh nên nói chung không thể ghi nhớ hết toàn bộ lịch sử của

hệ thống, do vậy nó phải ñược thiết kế cẩn thận ñể ghi nhớ những

gì quan trọng

Ưu ñiểm của hệ thống (chỉ có một số hữu hạn các trạng thái) ñó là có thể cài ñặt hệ thống với một lượng tài nguyên cố ñịnh Chẳng hạn, chúng ta có thể cài ñặt Automate trạng thái hữu hạn trong phần cứng máy tính ở dạng mạch ñiện hay một dạng chương trình ñơn giản, trong ñó, nó có khả năng quyết ñịnh khi chỉ biết một lượng giới hạn dữ liệu hoặc bằng cách dùng vị trí trong ñoạn mã lệnh ñể ñưa ra quyết ñịnh

Theo tổ chức ñiều khiển cứng, luận lý ñiều khiển ñược cài ñặt qua các cổng , mạch lật, mạch giải mã và các mạch số khác Thuận lợi là có thể tối ưu ñể tạo ra chế ñộ nhanh cho tác vụ

Theo tổ chức ñiều khiển vi trình, thông tin ñiều khiển ñược lưu trong bộ nhớ ñiều khiển, bộ nhớ ñiều khiển ñược lập trình ñể khởi ñộng dãy vi tac vụ theo yêu cầu Khi thay ñổi thiết kế, cần thay ñổi cách kết nối các thành phần nếu tổ chức theo kiểu ñiều khiển cài cứng Nếu tổ chức theo ñiều khiển vi trình chỉ cần cập nhật vi trình trong bộ nhớ ñiều khiển

Trang 6

Hình 7.3 cho ta sơ ñồ khối một bộ ñiều khiển cơ bản Lệnh ñược ñọc từ bộ nhớ và ñưa vào thanh ghi lệnh IR Thanh ghi lệnh thì như trong chương 6 chúng ta ñã biết, trong ñó có phần mã hóa

vi tác vụ hay opcode sẽ ñược qua một mạch giải mã ñể biết ñược

mã tác vụ phải làm là gì Sau khi giải mã, các tín hiệu này ñược ñưa vào mạch ñiều khiển gồm các cổng ñiều khiển

ðể ñiều khiển các hoạt ñộng ñược ñồng bộ, ta dùng một bộ tạo các thời hiệu, mỗi thời hiệu ứng với một thời ñiểm nhất ñịnh Các thời hiệu này cùng với các tín hiệu từ bộ giải mã và từ các tín hiệu khác trong phần còn lại của thanh ghi IR sau khi qua các cổng ñiều khiển sẽ cho ta các tín hiệu ñiều khiển cần thiết Các tín hiệu ñiều khiển có thể là ñưa dữ liệu một thanh ghi nào ñó lên BUS, ñưa

dữ liệu từ trên BUS vào thanh ghi, mở tín hiệu ghi vào một thanh ghi, ñưa ra tín hiệu ñọc/ghi vào bộ nhớ chính, khởi ñộng ngắt ñể truyền dữ liệu ra HDD, máy in,…

Mã tác vụ ñịa chỉ bộ nhớ, thanh ghi,…

Mạch giải mã

nxm

Các cổng ñiều khiển

Tín hiệu ñiều khiển

m-1

D m-1

… 0

IR

Hình 7.3 Sơ ñồ khối bộ ñiều khiển máy tính cơ bản

Trang 7

Bộ ñiều khiển vi chương trình

Thay vì bộ ñiều khiển cứng dùng mạch tổ hợp các cổng ñể cho ra các tín hiệu ñiều khiển thì ñiều khiển vi trình dùng một vi chương trình lập sẵn nằm trong bộ nhớ ñiều khiển ñể khởi ñộng dãy vi tac vụ theo yêu cầu

Bộ ñiều khiển bằng vi chương trình ñược dùng rộng rãi trong các bộ xử lý CISC Bộ xử lý này có tập lệnh phức tạp với các lệnh có chiều dài khác nhau và có dạng thức phức tạp Trong các

bộ xử lý CISC, người ta cài ñặt một lệnh mã máy bằng cách viết một vi chương trình Như vậy công việc khá ñơn giản và rất hữu hiệu Các sai sót trong thiết kế automat ñiều khiển cũng dễ sửa ñổi

7.3 Bộ thanh ghi

Các thanh ghi là một loại bộ nhớ ñặc biệt nhanh nằm bên trong CPU và ñược dùng ñể tạo ra và lưu trữ các kết quả của các lệnh trong CPU và các phép toán khác Các loại máy tính khác nhau có các bộ thanh ghi khác nhau Chúng khác nhau về số lượng các thanh ghi, các loại thanh ghi và cả chiếu dài của mỗi thanh ghi Chúng cũng khác nhau trong cách dùng cho mỗi thanh ghi

Thanh ghi muc ñích chung có thể ñược dùng cho nhiều mục ñích và ñược nhà lập trình dùng ñể gán cho những trạng thái khác nhau của các hàm, các biến

Thanh ghi có mục ñích ñặc biệt chỉ ñược dùng cho một số chức năng ñặc biệt Trong một số trường hợp, một vài thanh ghi chỉ ñược dùng ñể lưu trữ dữ liệu và không thể dùng trong tính toán ñịa chỉ của các toán hạng

Chiều dài của thanh ghi phải ñủ ñể lưu trữ hầu hết các loại

dữ liệu, ñặc biệt là thanh ghi ñịa chỉ phải ñủ dài ñể có thể lưu ñược ñịa chỉ lớn nhất

Số lượng thanh ghi trong một kiến trúc máy tính ảnh hưởng trực tiếp ñến việc thiết kế bộ lệnh Nếu số lượng thanh gi ít sẽ dẫn ñến việc phải sử dụng tham chiếu hay con trỏ tới bộ nhớ nhiều hơn làm giảm ñáng kể ñến tốc ñộ thực thi của chương trình

Trang 8

Một dạng khác của các thanh ghi ñược dùng ñể lưu các bit trạng thái của bộ xử lý hay là các cờ trạng thái Những bit này thay ñổi tùy theo kết quả thực hiện một lệnh nào ñó trong CPU

Thanh ghi truy cập bộ nhớ

Có hai thanh ghi ñược dùng ñặc biệt trong các lệnh ñọc/ghi với bộ nhớ: thanh ghi dữ liệu bộ nhớ (memory data register - MDR) và thanh ghi ñịa chỉ bộ nhớ (memory address regiater – MAR) Hai thanh ghi này ñược CPU sử dụng ñặc biệt và các nhà lập trình không thể truy cập trực tiếp vào chúng

Trong thứ tự thực hiện một lệnh ghi vào một vùng nhớ ñặc biệt, MDR và MAR ñược dùng như sau:

1 Một từ cần lưu vào một vị trí nào ñó trong bộ nhớ, ñầu tiên sẽ ñược CPU tải vào thanh ghi MDR

2 ðịa chỉ của vùng nhớ ñó (vùng nhớ sẽ ghi dữ liệu vào) ñược CPU tải vào trong MAR

3 Sau cùng bộ ñiều khiển sẽ phát ra tín hiệu ñiều khiển

“ghi” (write) ñể ghi dữ liệu nằm trên MDR vào ñịa chỉ nằm trên MAR

Tương tự khi thực hiện một lệnh ñọc (read) từ bộ nhớ,

thanh ghi MDR và MAR sẽ ñược dùng như sau:

1 ðịa chỉ của từ nhớ nằm trong bộ nhớ cần ñọc ñược ñưa vào MAR

2 Bộ ñiều khiển sẽ phát ra tín hiệu ñiều khiển “ñọc”

(read) ñể ñọc dữ liệu nằm trong bộ nhớ

3 Dữ liệu nằm trong bộ nhớ có ñịa chỉ chứa trong MAR sẽ ñược tải vào trong MDR

Thanh ghi chuyển tải lệnh

Có hai thanh ghi rất quan trọng ñược dùng ñể lưu các câu lệnh cho việc thực thi của chương trình là: Bộ ñếm chương trình (program counter – PC) và thanh ghi lệnh (instruction register – IR)

Trang 9

Thanh ghi PC dùng ñể lưu ñạ chỉ của lệnh tiếp theo qua ñó

sẽ ñiều khiển thứ tự thực hiện các lệnh trong một chương trình Các lệnh thực hiện lần lượt ñược tìm thấy và lưu vào trong thanh ghi

IR Tại mỗi thời ñiểm chỉ có một lệnh ñược lưu trong IR Sau khi

ñã tìm và ñem một lệnh về cho IR, thanh ghi PC sẽ ñược nạp một giá trị mới là ñịa chỉ của lệnh tiếp theo

Thanh ghi trạng thái

Các thanh ghi trạng thái hay là các cờ trạng thái ñược sử dụng ñể giữ các thông tin về trạng thái của quá trình thực thi lệnh Một số kiến trúc máy tính chứa một thanh ghi ñặc biệt gọi là thanh ghi từ trạng thái của chương trình (program stature word – PSW) Trong PSW chứa các bit trạng thái cho biết kết quả của các phép tính số học (có bằng 0 không?có số thừa không? ), trạng thái ngắt, thông tin bảo vệ bộ nhớ, tình trạng của bộ xử lý,…

Các thanh ghi họ 80x86

Trong các thế hệ máy tính 32 bit của Intel như 386,486 và Pentium có ba nhóm thanh ghi, ñó là:

- Thanh ghi mục ñích chung

- Thanh ghi segment

- Thanh ghi ñếm chương trình PC và thanh ghi cờ trạng thái

Trong hình 7.4 cho ta thấy ba nhóm này Nhóm thứ nhất là các thanh ghi mục ñích chung ñược ñặt tên bằng các ký tự A,B,C,D,SI (source index), DI (destination index), SP (stack pointer) và BP (base pointer) Nhóm thứ hai bao gồm các thanh ghi

CS (code segment), SS (stack segment) và 4 thanh ghi ñoạn dữ liệu

DS, ES, FS và GS Nhóm thanh ghi thứ ba bao gồm thanh ghi lệnh

IR và thanh ghi trạng thái Trong số những bit trạng thái, 5 bit ñầu tiên ñồng nhất với các bit của bộ vi xử lý 8 bit trước ñây 8085 Các bit tiếp theo 6-11 giống như ñược giới thiệu trong 8086 Các bit 12-

14 ñược giới thiệu trong 80286 trong khi các bit 16-17 trong

80386 Bit flag 18 trong 80486 Trong ñó còn nhiều bit chưa ñược

Trang 10

dùng tới và ñể làm dự trữ cho những mục ñích có thể xuất hiện sau này

Hình 7.4 Các thanh ghi họ 80x86

7.4 ðường ñi dữ liệu (Datapath)

Phần ñường ñi dữ liệu gồm có bộ logic-số học (ALU: Arithmetic and Logic Unit), các mạch dịch, các thanh ghi và các ñường nối kết các bộ phận trên Phần này chứa hầu hết các trạng thái của bộ xử lý Ngoài các thanh ghi tổng quát, phần ñường ñi dữ liệu còn chứa thanh ghi ñếm chương trình (PC: Program Counter), thanh ghi trạng thái (SR: Status Register), các thanh ghi ñịa chỉ bộ nhớ MAR, thanh ghi số liệu bộ nhớ MDR, bộ ña hợp (MUX: Multiplexor), ñây là ñiểm cuối của các kênh dữ liệu - CPU và bộ nhớ, với nhiệm vụ lập thời biểu truy cập bộ nhớ từ CPU và các kênh dữ liệu, các hệ thống bus

Trang 11

Nhiệm vụ chính của phần ñường ñi dữ liệu là ñọc các toán

hạng từ các thanh ghi tổng quát, thực hiện các phép tính trên toán

hạng này trong ALU và lưu trữ kết quả trong các thanh ghi tổng

quát Ở ngã vào và ngã ra các thanh ghi tổng quát có các mạch chốt

A, B, C Như ñã ñề cập ở trên, thông thường, số lượng các thanh

ghi tổng quát là 32

Phần ñường ñi của dữ liệu chiếm phân nửa diện tích của bộ

xử lý nhưng là phần dễ thiết kế và cài ñặt trong bộ xử lý

7.4.1 Tổ chức One-Bus

Các thanh ghi CPU và ALU dùng một BUS ñơn ñể di

chuyển dữ liệu ra vào giữa chúng với nhau Vì một BUS chỉ có thể

sử dụng một dữ liệu di chuyển trong một chu kỳ ñồng hồ, cho nên

một phép toán có hai toán hạng sẽ phải cần hai chu kỳ ñồng hồ ñể

tìm và nạp các toán hạng cho ALU Dạng tổ chức BUS này là ñơn

giản nhất nhưng nó bị nhiều hạn chế về số lượng dữ liệu ñược

chuyển tải trong một chu kỳ ñồng hồ nói chung ñã làm chậm cả hệ

thống lại rất nhiều

Hình 7.5 cho ta sơ ñồ tổ chức ñường ñi dữ liệu one-bus Nó

bao gồm bộ các thanh ghi ña mục ñích, một thanh ghi ñịa chỉ bộ

nhớ MAR, một thanh ghi dữ liệu bộ nhớ MDR, một thanh ghi lệnh

IR, một thanh ghi ñếm chương trình PC và bộ logic số học ALU

Hình 7.5 Tổ chức One-Bus

Trang 12

7.4.2 Tổ chức Two-Bus, Three-Bus

Sử dụng hai BUS ñể tổ chức ñường ñi dữ liệu là một giải pháp giúp cải thiện tốc ñộ rất nhiều so với công nghệ dùng one-bus Trong trường hợp này các thanh ghi ña mục ñích ñược nối với cả hai bus Dữ liệu có thể truyền từ hai thanh ghi khác nhau ñến ñầu vào của ALU tại cùng một thời ñiểm Do vậy, một lệnh có hai toán hạng có thể tìm và nạp trong cùng một chu kỳ ñồng hồ và như vậy

rõ ràng tốc ñộ xử lý lệnh lúc này ñã tăng gấp ñôi Hơn nữa, trong cấu trúc này (hình 7.6) còn có một thanh ghi ñệm (buffer register)

có thể cần thiết ñể lưu trữ dữ liệu ñầu ra của ALU khi hai bus ñạng bận chuyển tải dữ liệu

Trong hình 7.6(a) cho ta thấy cách tổ chức kiến trúc kiểu two-bus này Trong một số trường hợp, một bus có thể ñược dùng

ñể di chuyển dữ liệu vào thanh ghi (in-bus) Ở trừơng hợp này một thanh ghi ñệm thêm có thể ñược dùng như là một bộ nhớ tạm thời trước khi ñưa vào ALU ðầu ra của ALU ñược nối trực tiếp với in-bus và cho phép chuyển kết quả tính toán tới một trong các thanh ghi Hình 7.6(b) cho ta tổ chức two-bus với in-bus và out-bus

Trong tổ chức three-bus thì hai trong số ñó ñược dùng như

là các bus nguồn, bus còn lại như là bus ñích Các bus nguồn chuyển dữ liệu ra khỏi thanh ghi (out-bus), và bus ñích có thể chuyển dữ liệu vào trong các thanh ghi (in-bus) Mỗi ñầu của out-bus ñược nối với ñầu vào của ALU ðầu ra của ALU thì nối trực tiếp với in-bus Như vậy chúng ta lại có thể truyền dữ liệu nhiều hơn trong cùng một chu kỳ ñồng hồ Tuy nhiên việc tăng các bus lên sẽ làm tăng ñộ phức tạp của phần cứng lên nhiều hơn, vì vậy tùy theo mức ñộ cần thiết mà các loại máy tính khác nhau sẽ có số lượng bus khác nhau Tổ chức máy tính ñơn giản loại three-bus có thể mih họa như hình 7.7

Trang 13

Hình 7.6 Tổ chức ñường truyền dữ liệu dạng two-bus

Trang 14

Hình 7.7 Tổ chức ñường truyền dữ liệu dạng three-bus

7.5 Diễn tiến thi hành lệnh mã máy(CPU instruction cycle)

Công việc của CPU diễn ra liên tục và việc thực hiện các lệnh diễn ra như trong hình 7.8 Các lệnh ñược lấy ra từ bộ nhớ chính và khi CPU tìm thấy một lệnh, nó sẽ phân tích lệnh ñó ñể thực thi, sau ñó lại sẽ tìm nạp lệnh tiếp theo và cứ như vậy diễn ra liên tục

Việc thi hành một lệnh mã máy có thể chia thành 5 giai ñoạn sau:

 ðọc lệnh (IF: Instruction Fetch)

 Giải mã lệnh (ID: Instruction Decode)

 Thi hành lệnh (EX: Execute)

 Thâm nhập bộ nhớ trong hoặc nhảy (MEM: Memory access)

 Lưu trữ kết quả (RS: Result Storing)

Mỗi giai ñoạn ñược thi hành trong một hoặc nhiều chu kỳ xung

nhịp

Trang 15

Hình 7.8 Hoạt ñộng của CPU

1 ðọc lệnh (fetch instruction):

Chuỗi các sự kiện trong một lần tìm ñọc lệnh cò thể tổng

quát như sau:

1 Dữ liệu trong PC ñược load vào MAR: MAR ← PC

2 Giá trị trong thanh ghi PC tăng lên 1: PCPC+1

3 Kết quả của lệnh ñọc từ bộ nhớ, dữ liệu ñược load vào

MDR: MDRM[MAR]

4 Dữ liệu trong MDR ñược load vào IR: IR ← M[MAR]

Bộ ñếm chương trình PC ñược ñưa vào MAR Lệnh ñược ñọc từ bộ nhớ trong, tại các ô nhớ có ñịa chỉ nằm

trong MAR và ñược ñưa vào thanh ghi lệnh IR Thứ tự thực

hiện lệnh theo thời gian ñối với loại one-bus như sau:

Ngày đăng: 22/07/2014, 09:20

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hỡnh 7.1. Tổ chức một mỏy tớnh ủơn giản - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.1. Tổ chức một mỏy tớnh ủơn giản (Trang 2)
Hình 7.2. Cấu trúc bên trong của CPU - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
Hình 7.2. Cấu trúc bên trong của CPU (Trang 4)
Hỡnh 7.3. cho ta sơ ủồ khối một bộ ủiều khiển cơ bản. Lệnh  ủược ủọc từ bộ nhớ và ủưa vào thanh ghi lệnh IR - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.3. cho ta sơ ủồ khối một bộ ủiều khiển cơ bản. Lệnh ủược ủọc từ bộ nhớ và ủưa vào thanh ghi lệnh IR (Trang 6)
Hình 7.4. Các thanh ghi họ 80x86 - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
Hình 7.4. Các thanh ghi họ 80x86 (Trang 10)
Hỡnh 7.5 cho ta sơ ủồ tổ chức ủường ủi dữ liệu one-bus . Nú  bao  gồm  bộ  cỏc  thanh  ghi  ủa  mục  ủớch,  một  thanh  ghi  ủịa  chỉ  bộ  nhớ MAR, một thanh ghi dữ liệu bộ nhớ MDR, một thanh ghi lệnh  IR, một thanh ghi ủếm chương trỡnh PC và bộ logic số  - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.5 cho ta sơ ủồ tổ chức ủường ủi dữ liệu one-bus . Nú bao gồm bộ cỏc thanh ghi ủa mục ủớch, một thanh ghi ủịa chỉ bộ nhớ MAR, một thanh ghi dữ liệu bộ nhớ MDR, một thanh ghi lệnh IR, một thanh ghi ủếm chương trỡnh PC và bộ logic số (Trang 11)
Hỡnh 7.6. Tổ chức ủường truyền dữ liệu dạng two-bus - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.6. Tổ chức ủường truyền dữ liệu dạng two-bus (Trang 13)
Hỡnh 7.7. Tổ chức ủường truyền dữ liệu dạng three-bus - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.7. Tổ chức ủường truyền dữ liệu dạng three-bus (Trang 14)
Hỡnh 7.8. Hoạt ủộng của CPU  1. ðọc lệnh (fetch instruction): - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.8. Hoạt ủộng của CPU 1. ðọc lệnh (fetch instruction): (Trang 15)
Bảng 7.1 cho ta thấy thứ tự thực hiện các sự kiện khi xảy ra  ngắt, ở ủõy t 1 <t 2 <t 3 - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
Bảng 7.1 cho ta thấy thứ tự thực hiện các sự kiện khi xảy ra ngắt, ở ủõy t 1 <t 2 <t 3 (Trang 20)
Hỡnh  7.9  cho  thấy  ủể  xử  lý  5  lệnh  chỳng  ta  cần  9  chu  kỳ  xung nhịp. Trong chu kỳ xung nhịp thứ nhất, lệnh thứ  i nhất ủược  tìm nạp vào - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
nh 7.9 cho thấy ủể xử lý 5 lệnh chỳng ta cần 9 chu kỳ xung nhịp. Trong chu kỳ xung nhịp thứ nhất, lệnh thứ i nhất ủược tìm nạp vào (Trang 21)
Hình 7.10. Những khó khăn do số liệu - Giáo trình kiến trúc máy tính I - Chương 7 pptx
Hình 7.10. Những khó khăn do số liệu (Trang 24)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w