《计算机组成原理》典型例题讲解

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1、分析设计计算：1.CPU结构如图1所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。（1）标明图中四个寄存器的名称。（2）简述指令从主存取到控制器的数据通路。（3）简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。图1解：（1）a为数据缓冲寄存器DR，b为指令寄存器IR，c为主存地址寄存器，d为程序计数器PC。（2）主存M→缓冲寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器。（3）存贮器读：M→缓冲寄存器DR→ALU→AC存贮器写：AC→缓冲寄存器DR→M2.某机器中，配有一个ROM芯片，地址空间0000H—3FFFH。现在再用几

2、个16K×8的芯片构成一个32K×8的RAM区域，使其地址空间为8000H—FFFFH。假设此RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。CPU地址总线为A15—A0,数据总线为D7—D0,控制信号为R//W，MREQ(存储器请求)，当且仅当MREQ和R//W同时有效时，CPU才能对有存储器进行读(或写)。（1）满足已知条件的存储器，画出地址码方案。（2）画出此CPU与上述ROM芯片和RAM芯片的连接图。解：存储器地址空间分布如图1所示，分三组，每组16K×8位。由此可得存储器方案要点如下：（1）用两片16K*8RAM芯片位进行串联连接，构成32K*8的RAM区域。片内地址：A0——

3、A13，片选地址为：A14——A15；（2）译码使用2：4译码器；（3）用/MREQ作为2：4译码器使能控制端，该信号低电平（有效）时，译码器工作。（1）CPU的R//W信号与RAM的/WE端连接，当R//W=1时存储器执行读操作，当R//W=0时，存储器执行写操作。如图1ROM16K*8空RAM16K*8RAM16K*800003FFF8000FFFF图1CPU与芯片连接如图2：图23.某机器中，已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)16的ROM区域，现在用一个SRAM芯片（8K×8位）形成一个16K×16位的ROM区域，起始地址为（2000）16。假设SRAM芯片有/

4、CS和/WE控制端，CPU地址总线A15——A0，数据总线为D15——D0，控制信号为R//W（读/写），/MREQ（当存储器读或写时，该信号指示地址总线上的地址是有效的）。要求：（1）满足已知条件的存储器，画出地址码方案。（2）画出ROM与RAM同CPU连接图。解：存储器地址空间分布如图1所示，分三组，每组8K×16位。由此可得存储器方案要点如下：（1）组内地址：A12——A0（A0为低位）；（2）组号译码使用2：4译码器；（3）RAM1，RAM2各用两片SRAM芯片位进行并联连接，其中一片组成高8位，另一片组成低8位。（4）用/MREQ作为2：4译码器使能控制端，该信号低电

5、平（有效）时，译码器工作。（5）CPU的R//W信号与SRAM的/WE端连接，当R//W=1时存储器执行读操作，当R//W=0时，存储器执行写操作。如图2图1图24.参见下图数据通路，画出数据指令“STAR1,(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的存贮单元中。标出各微操作信号序列。解：PC→ARM→DRDR→IRDR→MR1→DRR2→ARPCO，G，ARiR//W=1(读)R1O,G,DRiDRO，G，IRiR2O，G，ARiR//W=0(写)5.用16K×1位的动态RAM芯片构成64K×8位的存储器，要求：(1)画出该存储器组成的逻辑框

6、图(2)设存储器的读写周期均为0.5μs，CPU在1μs内至少要访问内存一次。试问采用那种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：（1）根据题意，存储器总容量为64KB，故地址线总需16位。现使用16K×1位的DRAM芯片，共需32片。芯片本身地址线占14位，所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器，其组成逻辑框图如图所示，其中使用一片2：4译码器(2)根据已知条件，CPU在1μs内至少需要访存一次，所以整个存储器的平均读/写周期与单个存储器片的读/写周期相差不多，应采用异步式刷新方式比较合理。DRAM存储

7、器来讲，两次刷新的最大时间间隔是2ms.DRAM芯片读/写周期为0.5μs。假定16K×1位的RAM芯片由128×128矩阵存储元构成，刷新时只对128行进行异步式刷新，则刷新间隔为2ms/128=15.6μs，可取刷新信号周期为15μs.6.某16位机运算器框图如图所示，其中ALU为加法器，SA,SB为锁存器，4个通用寄存器的读/写控制符号如下表所示：(1)请设计微指令格式（具体考虑控制字段，顺序控制字段只画框图）(2)“ADDR0,R1”指令完成（R0）+(R1)àR1的操作，画出微程序