时钟
时钟周期——计算机系统中最小计时单位,由系统时钟确定 指令周期——执行一条指令的时间,包括取指令+译码+执行 任务周期——指令执行分成几个阶段,每个阶段的时间
取指令
指令地 址计算
指令 译码
取操作数
计算操作 数地址
运算
存操作数
计算操作 数地址
存放器阵列
CPU内部的暂时存放单 元,暂存数据或地址
Rs1, Rs2, Rd Rs, Imm, Rd Rs1, Rs2, Rd Rs, Imm, Rd Rs1, Rs2, Rd Rs, Imm, Rd Rs1, Rs2, Rd Rs, Imm, Rd
Rs, Rd
[MEM], Rd
Rs, [MEM]
Rs, Rd Imm, Rd
(Rs1)+(Rs2)Rd (Rs)+ImmRd
形状标志存放器 根据运算结果 设置形状标志
ALU bus
整个CPU内部各单元 用片内总线互连
存 放 器 组
暂存器 ALU
形状标志存放器
控制器
指令译码(根据指令要
求产生对应控制电平)和
指 令
译 码 时序发 控制 逻 生器 电平
…
控 制 信
确定操作时序(这些控制
辑
号
电平在什么时辰产生?
维持多长时间)
容量 小
大
存放器组 高速缓存Cache 系统主存储器
次级存储器
速度 快
慢
高速缓存——处理处置速度与存储速度的矛盾
CPU
CACHE
RAM
命中率与数据访问部分性(locality)
据类型〕,占用了大量芯片面积,且容易出错,VLSI 设计困难。