摘要: 乘法器的实现及优化 实现一个四位的乘法器,首先需要一个寄存器保存被乘数,被乘数寄存器是一个八位的寄存器,而且带有左移的功能,它有一个左移的控制信号输入,当外部的控制逻辑将这个信号置为有效时,在下一个时钟上升沿到来的时候,被乘数寄存器当中的内容就会向左移动一位。第二个寄存器是乘积寄存器(存放所需的运算 阅读全文
posted @ 2020-06-27 21:40 书院二小松 阅读(1302) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 加法器的优化 4-bit加法器,在实现中,我们是用四个全加器,构成了这个四位的加法器,当把这个加法器的输入都准备好时,其实只有最右边的这个全加器的三个输入都准备好了,左边这三个全加器,它的进位输入都还没有产生,等最右边全加器将进位的输出,传接到下一个全加器后,下一个全加器才可以开始运算,进而产生新的 阅读全文
posted @ 2020-06-18 22:32 书院二小松 阅读(881) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 逻辑运算的实现 与运算的实现 and rd , rs , rt 把32个与门并排连起来,将32位的输入分别连接到这32个与门上 ,这32个与门的输出组成了32位的数。在这条与运算的指令控制下,rs 所指定的寄存器内容会被传送到这个端口,rt 寄存器所指向的内容会被传送到另一个端口,经过这些与门之后, 阅读全文
posted @ 2020-06-15 22:31 书院二小松 阅读(579) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 寄存器的基本原理 在CPU中用来存放信息的部件就是通用寄存器,比如零号通用寄存器,在MIPS的体系结构中,它就是一个32位的寄存器,从电路实现上来说这32个比特都是同样的。 D触发器(D flip-flop , DFF)触发器是具有存储信息能力的基本单元,D触发器主要有三个接孔,一个数据输入,一个数 阅读全文
posted @ 2020-06-15 19:02 书院二小松 阅读(4500) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 门电路的基本原理 晶体管(transistor) 现代集成电路中通常使用MOS晶体管:Metal-Oxide-Semiconductor 金属-氧化物-半导体 N型MOS管,对外有三个连接,一个是源(Source),一个是漏(Drain),一个是门(Gate),导通条件是Gate端连接了高电平,而当 阅读全文
posted @ 2020-06-12 22:32 书院二小松 阅读(1801) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 算术运算和逻辑运算 MIPS的运算指令是只能对寄存器进行操作 加法运算示例 CPU通过取指,就会把指令从内存中取出,并放到 IR寄存器,也就是存放指令编码的寄存器,指令译码电路看到这条指令的编码之后,根据 opcode 域为全0,知道了这是一条R型的指令,再根据 function 域的值,分析出这是 阅读全文
posted @ 2020-06-12 18:12 书院二小松 阅读(1282) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: MIPS指令简介 MIPS指令的基本格式分为三种:R型、I型和J型。R型(Register)指的是寄存器型,I型(Immediate)指的是立即数型,J型(Jump)指的是无条件转移型。 指令格式位R型的运算指令 R型指令格式包含6个域,最高位的opcode域,是6个比特,最低位的funct域也是6 阅读全文
posted @ 2020-06-10 16:16 书院二小松 阅读(10065) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: MIPS体系结构 MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages)流水线不会互锁的微处理器 MIPS指令的主要特点 固定的指令长度(32-bit ,即1word,这和X86中1个word是16位是不同的),简化了CPU从存储器取指令的工作,不 阅读全文
posted @ 2020-06-08 17:33 书院二小松 阅读(843) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 复杂的X86指令举例 1.串操作指令,对存储器中的数据串进行每次一个元素的操作,串的基本单位是字节或字,串长度可达64KB。 MOVSB指令(字节串传送),在存储器中将指定位置的一个字节单元传送到存储器另一个指定的位置,REP 前缀(无条件重复,当CX寄存器不等于0时,重复执行串操作指令) 串操作指 阅读全文
posted @ 2020-06-08 11:18 书院二小松 阅读(554) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: X86指令主要包括:运算类指令(算术运算和逻辑运算)、传送类指令、转移类指令、控制类指令,一条指令要么改变通用寄存器的内容,或者改变标志位,或者改变存储器单元的内容,或者改变外设端口的内容,或者改变指令指针。 1.传送指令,作用是把数据或地址传送到寄存器或存储单元中。 MOV指令(传送) PUSH指 阅读全文
posted @ 2020-06-02 10:45 书院二小松 阅读(848) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: X86体系结构 8086,内部的通用寄存器为16位,对外有16根数据线和20根地址线,可以访问的存储单元数量为2的20次方,1MByte ,CPU发到存储器的地址为物理地址,8086的物理地址采用了“段加偏移”的方式,8086作为微处理器,在一个芯片上集成了原先由多个部件组成的CPU的功能。 802 阅读全文
posted @ 2020-05-31 22:48 书院二小松 阅读(958) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 设计一个加法指令,将一个寄存器当中的数,和一个存储器当中的数相加,然后存到这个寄存器当中,寄存器我们用R来表示,存储器当中的地址用M来表示,所以我们这个指令系统当中,包含一条运算类的指令,寄存器中的数从存储器当中来,把存储器当中的内容,装到寄存器当中来,这条指令就是LOAD,就是将后面一个操作数M, 阅读全文
posted @ 2020-05-26 17:15 书院二小松 阅读(897) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 冯诺依曼结构与具体实现 例如主板上采用的是个人计算机上的南北桥结构,CPU对外会连接的一块芯片,叫做北桥,CPU通过北桥芯片访问主存,计算机刚启动的时候,主存里面是没有信息的,南桥内部集成了很多输入输出设备的控制器,其中就包括硬盘的控制器,硬盘实际上是和南桥芯片相连的,硬盘属于外部记录介质,它内部保 阅读全文
posted @ 2020-05-26 12:00 书院二小松 阅读(616) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 输入输出与计算机的其他部分相连:CPU是通过控制总线、地址总线和数据总线与存储器相连的,将控制总线分别连接到存储器和输入输出芯片的控制逻辑,地址总线也分别连接这两个部件,数据总线也是如此,然后我们将输入输出设备中其中一个单元连接到手动的开关,这个单元中有8个比特,每个比特连接一个开关,当开关拨到上方 阅读全文
posted @ 2020-05-25 11:19 书院二小松 阅读(912) 评论(0) 推荐(0) 编辑
摘要: 计算机执行一条指令的主要步骤:取指(fetch)译码(decode)执行(execute)回写(write back) 计算机执行指令的过程 顺序是 第一步 取指 控制器将指令的地址送往存储器 存储器按给定的地址读出指令内容,送回控制器 (1.控制器发出控制信号将PC寄存器中的内容通过内部总线传送到 阅读全文
posted @ 2020-05-24 16:46 书院二小松 阅读(4887) 评论(0) 推荐(0) 编辑