6.1-CPU的组成与功能

CPU概述

CPU的主要功能就是完成取指令，执行指令，由CPU的运算器和控制器来完成的

CPU的组成

• 运算器：负责数据加工

包括：算数逻辑运算单元，通用寄存器，通用寄存器用来暂存运算器所需要的操作数以及运算器运算的结果，MIPS中有32个寄存器可以使用，不是所有的CPU都有状态寄存器

• 控制器：程序执行，指令执行
  • 取指令

最重要的一个RTL语言描述，以PC为地址访问内存，将取出来的指令传输到指令寄存器IR中，MIPS指令系统每个指令固定长度都是4个字节

• • 指令执行

PC程序计数器通过数据总线访问主存数据，送入到指令寄存器，在指令译码器的作用下生成指令对应的信号，并且在响应的时序产生器的作用下队最终产生的信号进行时序上的调制，由操作控制器产生各功能部件所需要的操作控制信号序列，这是控制器的最主要作用，对应的控制信号最终会生成响应的数据通路，而数据通路的建立，就会实现对应指令的功能。控制器内部还有相应的中断逻辑，中断逻辑为控制器提供异常处理的功能，能够为外设提供中断的能力

CPU的主要功能

取出指令并执行指令的部件

主要寄存器

操作控制器

• 取指令，将机器指令译码并生成执行部件控制信号序列，建立正确的数据通路，从而完成指令的正常执行

1. 1. 硬布线控制器（时序逻辑型）硬件实现
   2. 微程序控制器（存储程序型）软件实现