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控制单元如何处理指令

发布时间:2019-06-28 08:37 来源:未知 编辑:admin

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  从控制单元开始,处理器就开始了正式工作,中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理,交到存储单元代表工作结束。首先,指令指针会通知 处理器,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成 处理器可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。

  根据对指令类型的分析和特殊工作状态的需要,处理器设置了六种工作周期,分别用六个触发器来表示它们的状态,任一时刻只许一个触发器为1,表示处理器所处周期状态,即指令执行过程中的某个阶段。

  处理器在FC中完成取指所需要操作。每条指令都必须经历取指周期FC,在FC中完成的操作与指令操作码无关的公共操作。但FC结束后转向哪个周期则与本周期中取出的指令类型有关。

  处理器在SC中完成取源操作数所需的操作。如指令需要源操作数,则进入SC。在SC中根据指令寄存器IR的源地址信息,形成源地址,读取源操作数。

  如果处理器需要获得目的操作数或形成目的地址,则进DC。在DC中根据IR中的目的地址信息进行相应操作。

  处理器在取得操作数后,则进入EC,这也是第条指令都经历的最后一个工作阶段。在EC中将依据IR中的操作码执行相应操作,如传递、算术运算、逻辑运算、形成转移地址等。

  处理器除了考虑指令正常执行,还应考虑对外部中断请的处理。处理器在向应中断请求后,进入中断响应周期IC。在IC中将直接依靠硬件进行保存断点、关中断、转中断服务程序入口等操作,IC结束转入取指周期,开始执行中断服务程序。

  处理器响应DMA(直接存储器存取)请求后,进入DMAC中,处理器交出系统总线的控制权,由DMA(直接存储器存取)控制器控制系统总线,实现主存与外围设备之间的数据直接传送。因此对 处理器来说,DMAC是一个空操作周期。

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