中央處理器CPU——數據通路


數據通路: 數據在功能部件之間傳送的路徑
數據通路的建立:控制部件產生控制信號建立
內部總線:在同一部件內連接各部件的總線,如CPU中的寄存器 運算器
系統總線:計算機系統內各部件互相連接的總線;如CPU,內存,I/O設備
數據通路的種類:CPU內部的單總線和多總線,以及專用數據通路
單總線方式:CPU中各部件連接到一條總線上,通過連接線的OUT/IN的有效狀態,發送/接收數據
1.寄存器之間數據傳送
比如把pc內容送至MAR,實現傳送操作的流程及控制信號為:
(PC)→Bus pcout有效,pc內容送總線
Bus→MAR MARin有效,總線內容送MAR

2.主存與CPU之間的數據傳送
比如CPU從主存讀取指令,實現傳送操作的流程及控制信號為:
(PC)→Bus→MAR pcout和MARin有效,現行指令地址*MAR
1→R CU發讀命令(通過控制總線發出,圖中未畫出)
MEM(MAR)→MDR MDRin有效
MDR→BuslR MDRout和IRin有效,現行指令→R

3.執行算術或邏輯運算
比如一條加法指令,微操作序列及控制信號為:
Ad(lR)→Bus→MAR MDRout和MARin有效 (把IR中指令的地址字段通過總線送到MAR)
1→R CU發讀命令 (CU告知主存“讀命令”)
MEM(MAR)→數據線→MDR MDRin有效 (主存用MAR的地址找到操作數通過總線送到MDR)
MDR→Bus→Y MDRout和Yin有效,操作數→Y (MDR將操作數通過總線送到寄存器Y)
(ACC)+(Y)→Z ACCout和ALUin有效,CU向ALU發送加命令 (ACC的操作數與Y的操作數輸入到ALU中運算,結果輸出到Z)
Z→ACC Zout和ACCin有效,結果→ACC (Z將運算結果存入ACC)

專用數據通路:CPU中需要傳輸的各部件間各連一條線,通過連接線的有效狀態,發送/接收數據

(PC)→MAR co有效 PC將下一條指令的地址送到MAR
(MAR)→主存 C1有效 MAR將地址送到主存
1→R 控制單元向主存發“送讀命”
M(MAR)→MDR C2有效 主存按MAR地址找到指令並放到MDR中
(MDR)→IR C3有效 MDR將指令送到IR中
(PC)+1→PC PC生成下一條指令的地址
Op(lR)→CU C4有效 IR將指令中的操作碼字段送到CU中生成操作信號














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