CÂU HeI VÀ BÀI TgP CHƯƠNG
7.4. đư1ng ựi d3 li4u (Datapath)
Ph!n ựư`ng ựi dH li u gam có b) logic3sZ h*c (ALU: Arithmetic and Logic Unit), các mNch dUch, các thanh ghi và các ựư`ng nZi k t các b) ph'n trên. Ph!n này ch8a h!u h t các trNng thái c"a b) x- lý. Ngoài các thanh ghi tGng quát, ph!n ựư`ng ựi dH li u còn ch8a thanh ghi ự m chương trình (PC: Program Counter), thanh ghi trNng thái (SR: Status Register), các thanh ghi ựUa chB b) nh MAR, thanh ghi sZ li u b) nh MDR, b) dan kênh (MUX: Multiplexor), ựây là ựiFm cuZi c"a các kênh dH li u 3 CPU và b) nh , v i nhi m vg l'p th`i biFu truy c'p b) nh tQ CPU và các kênh dH li u, các h thZng bus
Nhi m vg chắnh c"a ph!n ựư`ng ựi dH li u là ự*c các toán hNng tQ các thanh ghi tGng quát, th:c hi n các phép tắnh trên toán hNng này trong ALU và lưu trH k t qu trong các thanh ghi tGng quát. Ặ ngã vào và ngã ra các thanh ghi tGng quát có các mNch chZt A, B, C. Như ựã ự= c'p D trên, thông thư`ng, sZ lư;ng các thanh ghi tGng quát là 32.
Ph!n ựư`ng ựi c"a dH li u chi m phân n-a di n tắch c"a b) x- lý nhưng là ph!n dS thi t k và cài ựVt trong b) x- lý.
7.4.1. T5 ch6c One8Bus
Các thanh ghi CPU và ALU dùng m)t B ựơn ựF di chuyFn dH li u ra vào giHa chúng v i nhau. Vì m)t BUS chB có thF s- dgng m)t dH li u di chuyFn trong m)t chu kỳ ựang ha, cho nên m)t phép toán có hai toán hNng sq ph i c!n hai chu kỳ ựang ha ựF tìm và nNp các toán hNng cho ALU. DNng tG ch8c BUS này là ựơn gi n nhCt nhưng nó bU nhi=u hNn ch v= sZ lư;ng dH li u ựư;c chuyFn t i trong m)t chu kỳ ựang ha nói chung ựã làm ch'm c h thZng lNi rCt nhi=u.
Hình 7.5 cho ta sơ ựa tG ch8c ựư`ng ựi dH li u one3bus . Nó bao gam b) các thanh ghi ựa mgc ựắch, m)t thanh ghi ựUa chB b) nh MAR, m)t thanh ghi dH li u b) nh MDR, m)t thanh ghi l nh IR, m)t thanh ghi ự m chương trình PC và b) logic sZ h*c ALU.
Hình 7.5. TG ch8c One3Bus
7.4.2. T ch c Two8Bus, Three8Bus
S- dgng hai BUS ựF tG ch8c ựư`ng ựi dH li u là m)t gi i pháp giúp c i thi n tZc ự) rCt nhi=u so v i công ngh dùng one3bus. Trong trư`ng h;p này các thanh ghi ựa mgc ựắch ựư;c nZi v i c hai bus. DH li u có thF truy=n tQ hai thanh ghi khác nhau ự n ự!u vào c"a ALU tNi cùng m)t th`i ựiFm. Do v'y, m)t l nh có hai toán hNng có thF tìm và nNp trong cùng m)t chu kỳ ựang ha và như v'y rõ ràng tZc ự) x- lý l nh lúc này ựã tăng gCp ựôi. Hơn nHa, trong cCu trúc này (hình 7.6) còn có m)t thanh ghi ự m ( ) có thF c!n thi t ựF lưu trH dH li u ự!u ra c"a ALU khi hai bus ựang b'n chuyFn t i dH li u.
Trong hình 7.6(a) cho ta thCy cách tG ch8c ki n trúc kiFu two3bus này. Trong m)t sZ trư`ng h;p, m)t bus có thF ựư;c dùng ựF di chuyFn dH li u vào thanh ghi ( ). Ặ trư`ng h;p này m)t thanh ghi ự m thêm có thF ựư;c dùng như là m)t b) nh tNm th`i trư c khi ựưa vào ALU. đ!u ra c"a ALU ựư;c nZi tr:c ti p v i
và cho phép chuyFn k t qu tắnh toán t i m)t trong các thanh ghi. Hình 7.6(b) cho ta tG ch8c v i và !
Chương VII: T ch c B x lý
Trong tG ch8c three3bus thì hai trong sZ ựó ựư;c dùng như là các bus nguan, bus còn lNi như là bus ựắch. Các bus nguan chuyFn dH li u ra khJi thanh ghi (o ), và bus ựắch có thF chuyFn dH li u vào trong các thanh ghi ( ). Mri ự!u c"a
ựư;c nZi v i ự!u vào c"a ALU. đ!u ra c"a ALU thì nZi tr:c ti p v i . Như v'y chúng ta lNi có thF truy=n dH li u nhi=u hơn trong cùng m)t chu kỳ ựang ha. Tuy nhiên vi c tăng các lên sq làm tăng ự) ph8c tNp c"a ph!n c8ng lên nhi=u hơn, vì v'y tùy theo m8c ự) c!n thi t mà các loNi máy tắnh khác nhau sq có sZ lư;ng bus khác nhau. TG ch8c máy tắnh ựơn gi n loNi three3bus có thF mih h*a như hình 7.7.
Hình 7.6. TG ch8c ựư`ng truy=n dH li u dNng
Chương VII: T ch c B x lý
Hình 7.7. TG ch8c ựư`ng truy=n dH li u dNng "