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分析设计计算:
1.CPU结构如图1所示,其中有一个累加寄存器AC,一个状态条件寄存器,各部分之间的连线表示数据通路,箭头表示信息传送方向。
(1) 标明图中四个寄存器的名称。
(2) 简述指令从主存取到控制器的数据通路。
(3) 简述数据在运算器和主存之间进行存 / 取访问的数据通路。
图1
解:
(1) a为数据缓冲寄存器 DR ,b为指令寄存器 IR ,c为主存地址寄存器,
d为程序计数器PC。
(2) 主存 M →缓冲寄存器 DR →指令寄存器 IR →操作控制器。 (3) 存贮器读 :M →缓冲寄存器DR →ALU →AC
存贮器写 :AC →缓冲寄存器DR →M
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2. 某机器中,配有一个ROM芯片,地址空间0000H—3FFFH。现在再用几个16K×8的芯片构成一个32K×8的RAM区域,使其地址空间为8000H—FFFFH。假设此RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。CPU地址总线为A15—A0,数据总线为D7—D0,控制信号为R//W,MREQ(存储器请求),当且仅当MREQ和R//W同时有效时,CPU才能对有存储器进行读(或写)。
(1)满足已知条件的存储器,画出地址码方案。 (2)画出此CPU与上述ROM芯片和RAM芯片的连接图。 解:存储器地址空间分布如图1所示,分三组,每组16K×8位。
由此可得存储器方案要点如下:
(1) 用两片16K*8 RAM芯片位进行串联连接,构成32K*8的RAM区域。
片内地址 :A0 ——A13 ,片选地址为:A14——A15;
(2) 译码使用2 :4 译码器;
(3) 用 /MREQ 作为2 :4译码器使能控制端,该信号低电平(有效)
时,译码器工作。
(4) CPU的R / /W信 号与RAM的/WE端连接,当R // W = 1时存储器
执行读操作, 当R // W = 0时,存储器执行写操作。如图1
0000 ROM 3FFF
8000
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FFFF
16K*8 空 RAM 16K*8 RAM 16K*8 .
图1
CPU与芯片连接如图2:
图2
3. 某机器中,已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)16的ROM区域,现在用一
个SRAM芯片(8K×8位)形成一个16K×16位的ROM区域,起始地址为(2000)
16
。假设SRAM芯片有/CS和/WE控制端,CPU地址总线A15——A0 ,数据
总线为D15——D0 ,控制信号为R / /W(读 / 写),/MREQ(当存储器读或
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写时,该信号指示地址总线上的地址是有效的)。要求: (1) 满足已知条件的存储器,画出地址码方案。 (2) 画出ROM与RAM同CPU连接图。
解 :存储器地址空间分布如图1所示,分三组,每组8K×16位。
由此可得存储器方案要点如下:
(5) 组内地址 :A12 ——A0 (A0为低位); (6) 组号译码使用2 :4 译码器;
(7) RAM1 ,RAM 2 各用两片SRAM芯片位进行并联连接,其中一片组成
高8位,另一片组成低8位。
(8) 用 /MREQ 作为2 :4译码器使能控制端,该信号低电平(有效)
时,译码器工作。
(9) CPU的R / /W信 号与SRAM的/WE端连接,当R // W = 1时存储
器执行读操作, 当R // W = 0时,存储器执行写操作。如图2
图1
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图2
4. 参见下图数据通路,画出数据指令“STA R1,(R2)”的指令周期流程图,其
含义是将寄存器R1的内容传送至(R2)为地址的存贮单元中。标出各微操作信号序列。
解:
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计算机组成原理典型例题讲解
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