控制单元的功能和设计
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首先我们来了解一下什么是指令周期、机器周期和时钟周期?三者有何关系?其实CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期;而机器周期就是在同步控制的机器中,执行指令周期中一步相对完整的操作(指令步)所需时间,不过通常安排机器周期长度等于主存周期;
时钟周期则是指计算机主时钟的周期时间,它是计算机运行时最基本的时序单位,对应完成一个微操作所需时间,通常时钟周期等于计算机主频的倒数。
而不能说机器的主频越快,机器的速度就越快。因为机器的速度不仅与主频有关,还与数据通路结构、时序分配方案、ALU运算能力、指令功能强弱等多种因素有关,要看综合效果。
指令ADD R1,X完成将R1寄存器的内容和主存X单元的内容相加,结果存于R1的操作。
指令ISZ X完成将主存X单元的内容增1,并根据其结果若为0,则跳过下一条指令执行。设采用单总线结构的CPU数据通路如下图所示,且ALU输入端设两个暂存器C、D。并设采用同步控制,每周期3节拍:
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