计算机原理 6.5 指令周期

计算机原理 6.5 指令周期1、指令执行一般流程不同指令功能不同,数据通路不同,执行时间不同,如何安排时序?2、指令周期基本概念时钟周期=节拍脉冲=震荡周期作用:能完成一次微操作机器周期=cpu周期含义:从主存读出一

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

1、指令执行一般流程

不同指令功能不同,数据通路不同,执行时间不同,如何安排时序?

<span role="heading" aria-level="2">计算机原理 6.5 指令周期

 

 2、指令周期基本概念

 

时钟周期=节拍脉冲=震荡周期         

作用:能完成一次微操作

 

机器周期=cpu周期  

含义:从主存读出一条指令的最短时间

作用:可完成  相对微操作来说的复杂操作。

指令周期:从主存取一条指令并执行指令的时间

指令周期由若干机器周期组成,机器周期包含若干时钟周期。

<span role="heading" aria-level="2">计算机原理 6.5 指令周期

 

 3、不同指令功能不同,复杂度不同,如何进行时间控制?

定长指令周期:早期三级时序系统

  机器周期数固定,节拍数固定,按机器周期同步,例如:MIPS 单周期

边长指令周期:现代时序系统

  机器周期数可变,节拍数可变,按时钟周期同步,MIPS多周期

4、早期三级时序系统

<span role="heading" aria-level="2">计算机原理 6.5 指令周期

 

 早期三级时序系统使得时钟脉冲变成了机器周期电位,变成了节拍电位信号,所以硬布线控制器变成了组合逻辑

5、时序产生器与控制器

<span role="heading" aria-level="2">计算机原理 6.5 指令周期

 

 5、现代时序系统

<span role="heading" aria-level="2">计算机原理 6.5 指令周期

 

 时钟作为输入,到状态寄存器中,这个寄存器的现态输出到一个有限状态机的组合逻辑,由它对现态进行加工,生成次态,次态作为输入送到状态寄存器中,每来一个时钟输入,次态就会变成现态,所以指令执行到什么时间,完全由指令的状态决定,而当前控制信号怎么产生与有限状态机没有关系,只与这个状态寄存器有关系,当前处于什么状态就给出什么信号,而每一个状态的改变是受时钟驱动的,这种方式最大的好处是可以按照时钟脉冲来进行同步。指令需要多少个时钟,就给多少个时钟,

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