中央处理器 5.3 数据通路的功能和基本结构

Posted 2022-10-23 zhongzhenhua

下面我们进入第三节的学习，也就是数据通路的功能和基本结构。我们这一节呢主要讲解单总线它的这样的一个基本结构。

 

 

我们再来回顾一下我们之前都学了一些什么。我们在第一节中讲解了CPU的功能和结构，我们讲解了CPU具有五大功能，分别是指令控制、操作控制、时间控制、数据加工和中断处理。然后我们讲解了为了实现这些功能，我们需要哪些结构，于是我们讲解了运算器和控制器它的基本结构与它的内部的基本的组成部分。那么第二节呢我们讲解了指令的执行过程，首先我们给出了指令周期的概念，我们说一条指令它的执行呢可以分为不同的阶段，比如有取址周期、建址周期、执行周期有的呢还有中断周期。然后我们讲解了数据流，也就是说在指令执行的不同阶段呢，要求一次访问的数据序列它也是不同的，所以呢我们就讲解了不同阶段要求一次访问的这样的数据序列，这就是我们的数据流。最后我们简单地提了一下指令的执行方案，有单指令周期、多指令周期还有最后一点点的这样的流水线的方案我们只是简单地介绍一下，关于流水线的详细内容，我们将要在这一章的第五节，也就是最后一节指令流水线当中详细地进行讲解。那么我们这一节课将要学习什么呢？将要学习的就是数据通路它的功能和基本结构。也就是说我们解决的问题呢就是说，如何设置部件之间的这样的一个连接路径，然后呢我们要描述指令执行过程中信号和数据在这样的一些路径上的传输，这和我们第二节讲的这样的数据流是不太一样的。数据流只是简单地介绍了一下这样的一个数据序列，而我们这一节课呢就要详细地来讲解这样的数据、这样的信号是如何在部件之间、在这样的连接路径之间进行传输的。好的，这就是我们这一节的一些主要内容。

 

 

那么我们来看一下，这就是我们上一节课讲的这样的指令周期它的数据流，这是一个抽象的一个示意图。我们只是讲解了，比如说我们在取址周期的时候，就是PC，把地址，指令的地址传送给MAR，然后MAR呢送到地址总线上，然后地址总线呢再送到我们的存储器当中取出我们的这样的指令。啊这就是简单的一个数据流。

 

那么我们这一节课讲的呢是这样的数据通路，我们首先来看一下数据通路是什么？数据通路就是说数据在功能部件之间的一个传送的路径，这就叫做数据通路。这一张图大家应该很熟悉了，这是我们第一节课讲CPU的组成部分的时候给出的这样的东西。那么数据通路就是数据在我们功能部件当中这样的一个传输路径。比如我们整个这样的部件都是和我们CPU的这样的内部总线进行一个沟通的，那么这样的数据就可以在这样的沟通这样的路径上进行传送，那这样传送的路径，就是一个数据通路。

 

 

那么我们学习数据通路主要学习哪些内容呢？我们要学习信息它是从哪里开始的。

 

 

那么我们上一节课已经把数据通路的功能和基本结构给大家介绍了一下，并且给大家介绍了单总线它的这样的功能和基本的结构，并且呢以一道例题的方式给大家讲解了单总线这样的结构它的一些做题方法。那么这一节，我们进入到数据通路的功能和基本结构的第二个基本结构，也就是专用数据通路这样的基本结构。值得注意的是，这部分内容呢在王道考研的书上没有写，但是这部分也很重要，所以我给大家补充一下，并且在课后题的第五题，它就是用的这样的专用数据通路的方式，所以这部分内容呢虽然书上没有，但是还是要认真做好笔记。