本文主要是介绍04-Minisys-1单周期CPU的数据通路设计(上),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
一、04-Minisys-1单周期CPU的数据通路设计(上)(1)
本节主要内容
1、CPU功能、结构与原理
2、单周期数据通路设计
1.CPU的基本功能
- 指令控制——控制指令执行顺序
- 操作控制——根据指令的功能 ,产生相应的控制信号
- 时序控制——对各种操作进行时间上的控制
- 数据加工——对数据进行算术/逻辑运算或其他处理
- 端口访问——对来自存储器或I/O端口的数据进行访问
- 中断处理——处理运行过程中的异常情况
2.计算机的基本结构
主要为冯诺依曼结构,五大部件组成,运算、控制、存储、输入、输出。
3.CPU的基本结构
处理器(CPU):实现指令集架构中的指令
数据通路:处理器的一部分,包含了完成处理器所要求的操作所必须的硬件(“the brawn”->处理器肌肉)
控制:处理器的一部分(也在硬件中)用以告诉数据通路需要做什么(“the brain”)
4.CPU执行指令的过程
- 取指
根据程序计数器( PC )从内存中取指令,PC的值为该指令在内存中存放的地址 - 计算PC的值
能自动计算PC的值以确定下一条指令的地址 - 译码
对指令操作码进行解析,产生控制信号来控制指令进行相应的操作 - 取操作数
根据指令字段的内容选择从存储器读取数据或直接从寄存器取数 - 算术/逻辑运算
根据译码结果进行算术/逻辑运算或者计算操作数的地址 - 结果写回
根据指令的要求对运算(处理)后的数据进行写回操作,如写存
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