CPU习题课练习教学内容.doc

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1、…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………1、设某运算器只由一个加法器和A,B两个D型边沿寄存器组成，A,B均可接加法器输出，A还可接收外部数据，如图所示，问：（1）外部数据如何才能传送到B?(2)如何实现A+BàA和A+BàB?(3)如何估算加法执行时间？FLAGS∑加法器AB二选一CPFAà∑Bà∑SCPACPBD解：(1)外部数据传送到B的操作：S选D，CPA,Aà∑,M,CPB(2)实现A+BàA的操作：Aà∑,Bà∑,+,S选∑,CPA实现A+BàB的操作：Aà∑,Bà∑,+,CP

2、B(3)影响加法速度的关键因素是进位信号的传递问题，所以估算加法执行时间要看∑加法器采用何种进位方式，分析进位信号的产生时间。2、四位运算器框图如图2所示。ALU为算术逻辑单元，A和B为三选一多路开关，预先已通过多路开关A的SW门向寄存器R1、R2送入数据如下，R1=0101，R2=1010，寄存器BR输出端接四个发光二极管进行显示，其运算过程依次如下：显示灯(1)R1（A）+R2（B）àBR(1010)；(2)R2（A）+R1（B）àBR(1111)；(3)R1（A）+R1（B）àBR(1010)；(4)R2（A）+R2（B）àBR(1111)；

3、(5)R2（A）+BR（B）àBR(1111)；(6)R1（A）+BR（B）àBR(1010)；…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………11…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………试分析运算器的故障位置，说明理由。显示灯BRLDBRBUSALU74181S3S2MS1CSS0BA011011011011AS0ADCBDCBS0AS1BS1R1R2BRR1R2BRR1LDR1图2解：运算器的故障位置在多路开关B，其输出始终为R1的值

4、。分析如下：(1)R1(A)+R2(B)=1010，输出结果错(2)R2(A)+R1(B)=1111，结果正确，说明R2(A)，R1(B)无错(3)R1(A)+R1(B)=1010，结果正确，说明R1(A)，R1(B)无错由此可断定ALU和BR无错(4)R2(A)+R2(B)=1001，结果错，由于R2(A)正确且R2(A)=1010推知R2(B)=0101，显然多路开关B有问题(5)R2(A)+BR(B)=1111，结果错，由于R2(A)=1010，BR(B)=1111，但现推知BR(B)=0101，证明开关B输出有错(6)R1(A)+BR(B)

5、=1010，结果错，由于R1(A)=0101，本应BR(B)=1111，但现推知BR(B)=0101，证明开关B输出有错…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………11…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………综上所述，多路开关B输出有错。故障性质：多路开关B输出始终为0101，这有两种可能：一是控制信号BS0，BS1始终为01，故始终选中寄存器R1；二是多路开关B电平输出始终嵌在0101上。3、某运算部件的基本结构如图3所示，假定此部

6、件只有加(+)和减(-)两种基本操作，要求：（1）给出运算部件的所有微命令。（2）指出哪些微命令是相容的，哪些是相斥的？（3）试用位数最少的操作控制字段来表示全部微命令。ALU+-XYR1R2ALUàDBUS图3解：（1）运算部件的微命令如下图所示。ALU+-XYR1R2ALUàDBUSR2àYR1àYR1àXDBUSàR1DBUSàR2（2）R2àY与R1àY是相斥的；+与-是相斥的；DBUSàR1与DBUSàR2是相容的；R1àX与R2àY是相容的。（3）微命令采用字段直接编码法。DBUSàR1与DBUSàR2在指令的执行过程中不会同时出现，可

7、以将它们放在同一字段，用2位来控制。+与-也是相斥的，放在同一字段，用2位来控制，但由于能放在同一字段的微命令只有2位，采用直接控制法也只需用2位，所以采用直接控制。根据以上分析，操作控制字段共有8个微命令，全部采用直接控制方式。…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………11…………………………………………………………最新精品资料推荐……………………………………………………4、图4所示为双总线结构机器的数据通路，IR为指令寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存（受R/W信号控制）

8、，AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器。ALU由加减控制信号决定完成何种操作。控制信号G控制的是一个门电路。另外，线