时序产生器和控制方式,流水CPU

本文探讨了时序信号在计算机系统中的作用,介绍了同步与异步控制方式,微程序设计在硬件设计中的应用,冯诺依曼体系结构的串行处理特点,以及CPU流水线中的资源相关、数据相关问题,涉及指令执行流程和时钟管理。

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时序信号

从时间上来说,取指令时间发生在指定周期的第一个CPU中周期中,即发生在取指令阶段,而取数据事件发生在执行指令阶段 ;从空间上来说,如果取出的代码是指令,那么一定送往指令寄存器,如果取出的是代码是数据,那么一定送往运算器

计算机的协调动作需要时间标志 ,而时间标志则是用时序信号来体现的 

时钟源是用来为环形脉冲发生器提供频率稳定且电瓶匹配的方波时钟脉冲信号 

控制方式:同步控制方式,异步控制方式,联合控制方式

微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术 

冯伊●诺曼的体系结构采用的是串行处理 

运行性有着两种含义 :一是同时性,指两个以上事件在同一时刻发生; 二是并发性,指两个以上事件在同一时间间隔内发生 

时间并行:时间重叠,

空间并行:资源重复,

时间并行+空间并行

CPU按流水线方式组织,通常由三大部分组成:指令部件、指令队列、执行部件

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 流水线中的主要问题是:资源相关、数据相关 和控制相关 

资源相关(所需的硬件部件正在为之前的指令工作 ):指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件所发生的冲突 。解决冲突的方法:停顿一拍再启动,二是增设一个存储器

数据相关:需等待之前的指令完成数据读写 

取指令IE、指令译码ID、执行运算EX、结果写回WB、访存DMEM

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