4.周期状态触发器:产生电路与节拍发生器产生电路类似.表 示CPU当前处于指令周期的哪个机器周期 5.启停控制逻辑:控制时钟系统,只有当启动机器运行时,才允 许发出所需的时钟脉冲,而且,由于机器的启停是随机的,必须 考虑发出的脉冲是完整的 时序控制逻辑基本概念 指令周期:取出一条指令并执行该指令的时间 机器周期:CPU同主存或外设进行一次信息交换所需的时间 总线周期、CPU周期 时钟周期:CPU执行一个微操作的最小时间单位一节拍周期、T 周期 三者关系:一个指令周期包含若干个CPU周期,一个CPU周期的 功能由多个时钟周期来完成 计算机组成原理 6
计算机组成原理 6 指令周期：取出一条指令并执行该指令的时间 机器周期：CPU同主存或外设进行一次信息交换所需的时间─ 总线周期、CPU周期 时钟周期：CPU执行一个微操作的最小时间单位─节拍周期、T 周期 三者关系：一个指令周期包含若干个CPU周期，一个CPU周期的 功能由多个时钟周期来完成 4.周期状态触发器:产生电路与节拍发生器产生电路类似.表 示CPU当前处于指令周期的哪个机器周期 5.启停控制逻辑:控制时钟系统,只有当启动机器运行时,才允 许发出所需的时钟脉冲,而且,由于机器的启停是随机的,必须 考虑发出的脉冲是完整的. 时序控制逻辑基本概念
时序产生器 多级时序的概念 (1)指令周期:在时序系统中通常不为指令周期设置时间标志 信号,因而也不将其作为时序的一级 (2)机器周期:设置一组周期状态触发器,以标志不同的机器周 期.任一时刻只允许其中的一个触发器为1,表明CPU当前处在 哪个机器周期. (3)时钟周期:一个时钟周期内完成一步基本操作 (4)时钟脉冲信号:作为时序系统的基本定时信号 多级时序信号之间的关系: 指令周期不作为时序的一级,下图反映了机器周期、 时钟周期、时钟脉冲三级时序信号的关系 通常硬布线逻辑使用三级时序系统 微程序控制逻辑使用两级时序系统 计算机组成原理
计算机组成原理 7 时序产生器 多级时序的概念 (1)指令周期:在时序系统中通常不为指令周期设置时间标志 信号,因而也不将其作为时序的一级. (2)机器周期:设置一组周期状态触发器,以标志不同的机器周 期.任一时刻只允许其中的一个触发器为1,表明CPU当前处在 哪个机器周期. (3)时钟周期:一个时钟周期内完成一步基本操作. (4)时钟脉冲信号:作为时序系统的基本定时信号. 多级时序信号之间的关系: 指令周期不作为时序的一级,下图反映了机器周期、 时钟周期、时钟脉冲三级时序信号的关系。 通常硬布线逻辑使用三级时序系统。 微程序控制逻辑使用两级时序系统
个指令周期 机器周期M1 机器周期M2 L机器周期M3 时钟周期T1 时钟周期T2 时钟周期T3 时钟脉冲CLK 计算机组成原理 级时序信号间的关系
计算机组成原理 8 一个指令周期 机器周期M1 机器周期M2 机器周期M3 时钟周期T1 时钟周期T2 时钟周期T3 时钟脉冲CLK 三级时序信号间的关系
时序产生器的主要逻辑电路 TI T2 T3 QQ R CI C2 C3 D CP CP +5V 2 Q 脉冲源 C4 CLR D CP T1-T4为四个输出节拍脉冲,其译码逻辑表达式为: T1=C1*C2 T2=C2来C3 T3=C3 T4=C1 计算机组成原理
计算机组成原理 9 脉冲源 2 3 Q D CP C4 S R T4 T1 T2 T3 Q D CP +5V D CP Q C1 C2 C3 Q D CP Q Q Q Q CLR φ φ T1-T4为四个输出节拍脉冲,其译码逻辑表达式为: T1=C1*C2 T2=C2*C3 T3=C3 T4=C1 时序产生器的主要逻辑电路
4 5 6 8 9 10 C4 C1 C2 C3 T2 T4 CPU周期 计算机组成原理 CPU周期 10
计算机组成原理 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CPU周期 CPU周期 T1 T2 T3 T4 C4 C1 C2 C3 φ