计组 [指令系统] 预习题目

news2024/9/30 7:27:27

PPT第5章第2部分预习题目

（二）R型指令的数据通路（指令功能与其对应的逻辑结构）

功能：R[rd] ← R[rs] op R[rt]，如：add rd, rs, rt

第2版图5.15（第3版图5.9）

（三）I型指令的数据通路（指令功能与其对应的逻辑结构）

1. I型指令：I型立即数运算指令的数据通路

1）书中的表5.2中的11条指令中，有哪几条指令是I型指令立即数运算指令？源操作数寄存器如何确定？目标寄存器？

2）第2版图5.16（第3版图5.10） I型指令立即数运算指令取指后，Rt选择的寄存器内容输出到busA? busB? 对结果有影响吗？

3）第2版图5.16（第3版图5.10）相对于图第2版5.15（图5.9）增加哪几部分？需要增加的控制信号及其作用？

4）第2版图5.16（第3版图5.10） I型指令立即数运算指令涉及对ALU有几种操作？

2 I型指令：Load/Store 指令的数据通路

3.分支指令的数据通路

beq rs, rt, imm16

1）分支指令的功能？

2）判断的条件是什么？用到ALU有几种操作? 用到标志位？标志位怎么用？

3) 第2版图5.18（第3版图5.12）比第2版图5.17（第3版图5.11）增加了哪些单元？增加了哪些控制信号？

4）第2版图5.18（第3版图5.12）中两处出现了imm16，它们的作用一样吗？

5）解释图第2版5.19（第3版图5.13）工作原理。

（四）J型指令的数据通路（指令功能与其对应的逻辑结构）

1）J指令的取指数据通路在第2版图5.20（第3版图5.14）中吗？若，没有，请指出是在哪个图中？

2）第2版图5.20（第3版图5.14）比第2版图5.19（第3版图5.13）增加了什么单元和控制信号？

3）第2版图5.20（第3版图5.14）的设计，新的PC值能否影响旧值，而影响当前指令执行？

（五）ALU的数据通路设计

根据指令集中R,I,J指令数据通路中用到的ALU操作进行详细设计。

（六）控制逻辑单元设计

根据第2版图5.22（第3版图5.16）完整的数据通路，分析控制信号取值。分析方法可参考PPT的第5章第一部分的第2，3节，第2版教材162-169（第3版 143-150）

因为取指阶段每一条指令都相同，故分析R,I，J各指令执行阶段。

1 分析每一条指令正确执行阶段的数据通路时，所有控制信号的取值，并进行列表，与表5.4对照

2 理解分层（多层）译码思想，教材P.166;参考本校教学平台本课程“教学资源”中第5章“计算机组成与设计：硬件软件接口（第3版-中文.pdf，p195-197）,在此基础上，分析表5.5，ALUop如何设计？

3．以上根据1，2内容，填写主控单元真值表：