计算机组成原理——中央处理器

中央处理器

中央处理器是由数据通路（执行）和控制器（控制）构成的。

数据通路 是在指令执行的过程中，数据所经过的路径，包括路径中的部件。它是指令的执行部件。

控制器 的功能是对指令进行译码，生成指令对应的控制信号，控制数据通路的动作。

|| 单周期数据通路的设计

假定 ISA 取 MIPS 的子集

• add ,rd, rs, rt
• sub, rd, rs, rt // R-Type
• ori ,rt ,rs ,imm16
• lw , rt , rs , imm16
• sw ,rt, rs , imm16
• beq , rs , rt ,imm16 // I-Type
• j target // J-Type

R-Type指令——》

I-Type指令——》

ori

lw

sw

beq

J-Type——》

j target （顺带介绍下址逻辑设计）

数据通路全图来啦！！！！！！！！！！

|| 控制器的设计

设计方法：
1）根据每条指令的功能，分析控制信号的取值，并在表中列出。
2）根据列出的指令和控制信号的关系，写出每个控制信号的逻辑表达式。

我们先来梳理一下数据是怎样流通的

• add / sub

• ori
  

• lw

• sw
  

• beq

• j target

综合分析结果，得到如下指令与控制信号的关系表

！！！！！！！

MIPS 指令格式中指示操作性质的字段有两个：op（主控）和 func （ALU局控）

ALUop 的编码定义如下：

ALUctr 与 func 之间的关系

得出主控制单元的真值表

王炸来啦！！！！！！！！！！

一切行动都要在时钟周期的调度下进行，否则会错乱滴~