Xem mẫu
- Chương 2
BỘ XỬ LÝ
1
1
- Nội dung
1. Các thành phần chức năng của CPU.
2. Ngắt.
3. Thanh ghi.
4. Khối điều khiển.
5. Khối luận lý và số học
6. Bus hệ thống.
7. Lệnh máy tính.
2
- Các thành phần chức năng
của CPU
3
- Các thành phần chức năng
của CPU
0
System Bus 1
…
n-2
n-1
Các thành phần của máy tính 4
- Các thành phần chức năng
của CPU
Hệ thống Bus
Data bus:
Chuyển tải dữ liệu, lệnh.
Độ rộng của Bus tương ứng khả năng chuyển tải
dữ liệu của CPU: 8, 16, 32, 64 bit
5
- Các thành phần chức năng
của CPU
Hệ thống Bus (tt):
Address bus:
Cung cấp địa chỉ nguồn và đích của dữ liệu cho
CPU.
Độ rộng Bus xác định khả năng nhớ của hệ thống.
8088 dùng 16 bit địa chỉ => không gian địa chỉ là
64K.
Control bus:
Điều khiển và định thời các thông tin:
Tín hiệu đọc/ghi bộ nhớ,
Yêu cầu ngắt,
Tín hiệu đồng hồ. 6
- Các thành phần chức năng
của CPU
Cấu trúc mức tổng
quát của CPU
7
- Các thành phần chức năng
của CPU
Cấu trúc bên trong của CPU
8
- Các thành phần chức năng
của CPU
Nhiệm vụ của CPU:
Nhận lệnh (fetch instruction): đọc lệnh từ bộ nhớ.
Giải mã lệnh (decode instruction): xác định tác vụ
lệnh yêu cầu.
Nhận dữ liệu (fetch data):
Nhận dữ liệu mới từ bộ nhớ hoặc các cổng I/O,
Xử lý dữ liệu (process data): thực hiện các phép
toán số hoặc logic với các dữ liệu.
Ghi dữ liệu (write data): ghi dữ liệu ra bộ nhớ hoặc
các cổng I/O.
9
- Các thành phần chức năng
của CPU
Chu kỳ lệnh:
Nạp lệnh (Fetch):
Nạp lệnh Giải mã
lệnh Nạp toán
hạng Chu kỳ lệnh cơ bản
Thực thi (Execute):
Thực thi Cất toán
hạng Ngắt
Chu kỳ lệnh với ngắt
10
- Các thành phần chức năng
của CPU
Nhận lệnh:
CPU đưa địa chỉ của lệnh
cần nhận từ bộ đếm chương
trình PC ra bus địa chỉ.
CPU phát tín hiệu điều khiển
đọc bộ nhớ.
Lệnh từ bộ nhớ được đặt lên
bus dữ liệu và được CPU
copy vào thanh ghi lệnh IR.
CPU tăng nội dung PC để trỏ
sang lệnh kế tiếp
11
- Các thành phần chức năng
của CPU
Giải mã lệnh:
Lệnh từ thanh ghi lệnh IR được đưa đến đơn vị
điều khiển (Control Unit).
Đơn vị điều khiển tiến hành giải mã lệnh để xác
định tác vụ phải thực hiện.
Giải mã lệnh xảy ra bên trong CPU
12
- Các thành phần chức năng
của CPU
Nhận dữ liệu:
CPU đưa địa chỉ của
toán hạng ra bus địa chỉ
CPU phát tín hiệu điều
khiển đọc
Toán hạng được đọc
vào CPU
Tương tự như nhận
lệnh
13
- Các thành phần chức năng
của CPU
Nhận dữ liệu gián tiếp (indirect):
CPU đưa địa chỉ ra Address
Bus, và phát tín hiệu điều
khiển đọc.
Nội dung ô nhớ (địa chỉ toán
hạng – gián tiếp) được đọc
vào CPU.
CPU phát địa chỉ này ra bus -
-
MAR: Memory Address Register
MBR: Memory Buffer Register
địa chỉ để tìm toán hạng
CPU phát tín hiệu điều
khiển đọc, toán hạng được
đọc vào CPU.
14
- Các thành phần chức năng
của CPU
Thực thi lệnh:
Thực thi các tác vụ được mã hóa vào tập lệnh
như:
Đọc/Ghi bộ nhớ
Nhập/Xuất
Chuyển giữa các thanh ghi
Thao tác số học/logic
Chuyển điều khiển (rẽ nhánh)
…
15
- Các thành phần chức năng
của CPU
Ghi toán hạng:
CPU đưa địa chỉ ra bus địa chỉ.
CPU đưa dữ liệu cần ghi ra bus dữ liệu.
CPU phát tín hiệu điều khiển ghi.
Dữ liệu trên bus dữ liệu được copy đến vị trí xác định.
16
- Các thành phần chức năng
của CPU
Ví dụ về thực thi
chương trình
17
- Các thành phần chức năng
của CPU
Lưu đồ trạng thái chu kỳ lệnh
18
- Ngắt (Interrupt)
Là kỹ thuật cho phép các module khác (I/O) có thể
ngắt ngang tiến trình xử lý bình thường
Các loại ngắt:
Chương trình (program): overflow, division by
zero
Định thời (Timer):
- Được tạo bởi bộ định thời bên trong CPU
- Được dùng ở chế độ độc quyển trong các hệ
thống đa nhiệm
I/O: Từ I/O controller
Lỗi phần cứng: memory parity error
- Ngắt (Interrupt)
Chu kỳ lệnh có ngắt:
Nội dung của PC được đưa
ra Data Bus.
CPU đưa địa chỉ (từ Stack
Pointer) ra Address Bus.
CPU phát tín hiệu điều khiển
ghi bộ nhớ.
Địa chỉ trả về trên Data Bus
được ghi ra địa chỉ đã định (ở - MAR: Memory Address Register.
ngăn xếp) - MBR: Memory Buffer Register.
- PC: Program Counter
Địa chỉ lệnh đầu tiên của
chương trình con điều khiển
ngắt được nạp vào PC
21
nguon tai.lieu . vn
