Thanh ghi lệnh: chứa lệnh đang được thực hiện Thanh ghi đa năng: có thể chứa địa chỉ hoặc dữ. liệu.[r]
(1)CHƯƠNG 5: B x lý trung tâm ộ ử
(CPU)
Ki N TR C MÁY TÍNH VÀ Ế Ứ
(2)CPU
2
5.2.1 Cấu trúc CPU 5.2.2 Tập lệnh
(3)5.2.1. C u trúc c b n c a CPUấ ơ ả ủ
3
(4)1. Đ n v đi u khi n (CU)ơ ị ề ể
4
Chức năng:
Điều khiển nhận lệnh từ nhớ đưa vào
thanh ghi lệnh (IR) tăng nội dung PC để trỏ sang lệnh
Giải mã lệnh nằm ghi lệnh để
xác định thao tác cần thực phát tín hiệu điều khiển thực lệnh
Nhận tín hiệu yêu cầu từ bus hệ thống
(5)Đ n v đi u khi n (ti p)ơ ị ề ể ế
5
Mơ hình kết nối đơn vị điều khiển:
(6)Đ n v đi u khi n – Control Unit(ti p)ơ ị ề ể ế
6
Các tín hiệu đưa đến Control Unit:
Mã lệnh từ ghi lệnh đưa đến để giải
mã
Các cờ từ ghi cờ cho biết trạng thái
của CPU
Xung clock từ tạo xung bên cung
cấp cho đơn vị điều khiển làm việc
(7)Đ n v đi u khi n Control Unit (ti p)ơ ị ề ể ế
7
Các tín hiệu phát từ đơn vị điều khiển:
Các tín hiệu điều khiển bên CPU:
Điều khiển ghi
Điều khiển hoạt động ALU
Các tín hiệu điều khiển bên CPU:
Điều khiển nhớ
(8)2. Đ n v s h c và logic (ALU) ơ ị ố ọ
8
Chức năng: Thực phép toán số
học phép toán logic
Số học: cộng, trừ, nhân, chia, tăng, giảm,
đảo dấu, …
Logic: AND, OR, XOR, NOT, phép dịch
(9)Đ n v s h c và logic (ti p) ơ ị ố ọ ế
9
(10)Mơ hình k t n i c a ALU 4 bitế ố ủ
(11)Mơ hình k t n i c a ALU 16 bitế ố ủ
(12)3. T p thanh ghi (RF)ậ
12
a Chức phân loại
(13)a. Ch c năng và phân lo iứ ạ
13
Chức năng:
Là tập hợp ghi nằm CPU
Chứa thông tin tạm thời phục vụ cho
hoạt động CPU
Phân loại tập ghi
Phân loại theo khả can thiệp
người lập trình:
Các ghi khơng lập trình được: người lập
trình không can thiệp
Các ghi lập trình được: người lập trình
can thiệp
Phân loại theo chức năng:
Thanh ghi địa chỉ: quản lý địa ngăn nhớ
hay cổng vào-ra
Thanh ghi liệu: chứa liệu tạm thời
hoặc kết trung gian phục vụ cho việc xử lý liệu CPU
Thanh ghi điều khiển trạng thái: chứa
thông tin điều khiển trạng thái CPU
Thanh ghi lệnh: chứa lệnh thực Thanh ghi đa năng: chứa địa
(14)b. M t s thanh ghi đi n hìnhộ ố ể
14
Các ghi địa
Bộ đếm chương trình (Program Counter –
PC)
Con trỏ liệu (Data Pointer – DP)
Con trỏ ngăn xếp (Stack Pointer – SP)
Thanh ghi sở ghi số (Base
Register & Index Register)
(15)Các vùng nh c b n c a CTớ ả ủ
15
Chương trình thực phải nằm
trong nhớ chiếm vùng nhớ sau:
Vùng nhớ lệnh (Code): chứa lệnh
chương trình
Vùng liệu (Data): chứa liệu
chương trình Thực chất nơi cấp phát ngăn nhớ cho biến nhớ
Vùng ngăn xếp (Stack): vùng nhớ có cấu
trúc LIFO (Last In First Out) dùng để cất giữ thơng tin sau khơi phục lại
(16)Ví d minh h a th c thi m t chụ ọ ự ộ ương trình
(17)B đ m chộ ế ương trình (PC)
17
Còn gọi trỏ lệnh (Instruction
Pointer - IP)
Là ghi chứa địa lệnh
sẽ nhận vào
Sau lệnh nhận vào nội
(18)Minh h a ho t đ ng c a PCọ ạ ộ ủ
(19)Thanh ghi con tr d li u (DP)ỏ ữ ệ
19
Chứa địa ngăn nhớ liệu mà
CPU muốn truy cập
Thường có số ghi trỏ
(20)Minh h a ho t đ ng c a DPọ ạ ộ ủ