微处理器体系结构及关键技术.ppt

1微处理器的功能与构成
2指令系统（格式、类型、寻址方式）
3几种典型微处理器体系结构CPU简化模型处理器的基本功能
取指令根据程序计数器PC中的值，从存储器读出现行指令,送到指令寄存器IR，然后PC自动加1指向下一条指令。
分析指令(译码/解码)将IR中的指令操作码译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。
执行指令取出操作数，执行指令规定的操作。根据指令不同还可能写入操作结果。数据通路3.2处理器设计生成中央时钟信号
生成执行基本指令周期所需的控制信号
响应中断或异常事件请求随机逻辑体系①程序计数器的值经MUX送到存储器；
②存储器送回的指令写入指令寄存器；
③程序计数器加1后回写；①寄存器堆中的某个地址寄存器通过MUX寻址存储器，获得ALU的一个操作数；
②另一个操作数来自于寄存器堆中的数据寄存器；
③ALU的结果值被回写入寄存器堆。指令集结构驱动硬件的逻辑方程
定义所需的指令集结构；
根据指令集决定硬件逻辑及状态机；
硬件逻辑方程反馈到指令集结构
对指令集结构做必要的修改和优化；
最大限度地减少逻辑复杂度；微码体系μpcμpc微码结构与随机逻辑结构比较3.3指令系统设计指令类型指令格式寻址方式2寄存器间接寻址——寄存器内容代表操作数存储地址ADDRdRs1RsimmADDRdRs1RsRx6自增和自减寻址——堆栈指针表示栈顶地址ADDRdRs1RsRximmPC相对寻址——转移到目标3.4指令流水线指令流水线基本要求a流水线体系的性能流水线与微码结构比较8086内部结构框图1。RISC指令集，内核小，功耗低、成本低
2。哈佛结构
3。运算器操作数只能从寄存器输入/输出
4。采用桶式移位器处理ALU输入，灵活高速