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1、计算机组成原理计算机组成原理ThePrincipleofComputer主讲主讲 陈付龙陈付龙 西北工业大学计算机学院西北工业大学计算机学院（20072007年年3 3月）月）1第第6 6章章 控制系统与控制系统与CPUCPU6.1控制器概述控制器概述6.2控制器的控制方式与时序系统控制器的控制方式与时序系统6.3CPU的总体结构的总体结构6.4模型机的总体结构模型机的总体结构6.5组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计6.6微程序控制器设计微程序控制器设计6.7流水线处理技术流水线处理技术6.8CPU举例举例计算机组成原理26.1控制器概述控制器概述控制器是计算机的指挥和控制中心控制器是计算机
2、的指挥和控制中心指令执行的基本步骤指令执行的基本步骤控制器的基本功能控制器的基本功能控制器的组成控制器的组成控制器的组成方式控制器的组成方式计算机组成原理31.取指令取指令2.分析指令分析指令（1）产生操作控制电位）产生操作控制电位（2）形成操作数的有效地址，）形成操作数的有效地址，以进行存以进行存/取，或形成转移地址取，或形成转移地址以实现程序转移以实现程序转移3.执行指令执行指令指令执行的基本步骤指令执行的基本步骤开始取指令，PC增量PC寻址？计算地址转移指令？取操作数执行指令，保存结果异常/中断？转去处理执行转移转向地址PCNNNYYY指令执行的一般流程分析指令计算机组成原理4程序控制原
3、理程序控制原理1、编程、编程2、送主存（通过输入设备）、送主存（通过输入设备）3、机器工作时，是按一定的序列逐条取出指、机器工作时，是按一定的序列逐条取出指令，分析指令，执行指令，并自动转到下一条指令令，分析指令，执行指令，并自动转到下一条指令执行，直到程序规定的任务完成。执行，直到程序规定的任务完成。4、程序控制由控制器承担，程序执行由运算、程序控制由控制器承担，程序执行由运算器和外部设备具体负责，程序存储由存储器完成。器和外部设备具体负责，程序存储由存储器完成。指令执行的基本步骤指令执行的基本步骤计算机组成原理51.控制指令的正确执行控制指令的正确执行（1）指令流出控制：取指令）指令流出控
4、制：取指令（PC）MAR，Read（MDR）IR（2）分析指令：指令译码器）分析指令：指令译码器ID分析确定操作性质，判明分析确定操作性质，判明寻址方式并形成操作数的有效地址寻址方式并形成操作数的有效地址EA（3）执行：根据分析的结果和形成的）执行：根据分析的结果和形成的EA产生相应的操作产生相应的操作控制信号序列，控制相应部件完成操作控制信号序列，控制相应部件完成操作（4）指令流向控制：下一条指令地址的形成控制）指令流向控制：下一条指令地址的形成控制（PC）=本条指令的本条指令的（PCPC）+ +本条指令字长本条指令字长（PC）=转移的目标地址（或子程序入口地转移的目标地址（或子程序入口地址
5、，或中断服务程序入口地址）址，或中断服务程序入口地址）控制器的基本功能控制器的基本功能计算机组成原理62.控制程序和数据的输入及结果的输出控制程序和数据的输入及结果的输出3.异常情况、特殊请求的检测和处理：中断异常情况、特殊请求的检测和处理：中断控制器的基本功能控制器的基本功能输入设备输入设备主存储器主存储器辅助存储器辅助存储器输出设备输出设备运算器运算器控制器控制器输入输入输出输出程序程序原始数据原始数据运算结果运算结果指令数据线指令数据线控制信号线控制信号线计算机组成原理76.1.3 控制器的组成去内存取指令或取数据去内存取指令或取数据对各功能部件产生控制对各功能部件产生控制PSR地址形成
6、部件地址形成部件时序部件时序部件指令译码器指令译码器PC微操作信号产生器微操作信号产生器.控制器基本结构控制器基本结构OP寻址方式寻址方式ACALUDBABGRI/O状态信息状态信息IRDB启停电路启停电路控制台控制台脉冲源脉冲源到到MAR或或ALU中断控制逻辑中断控制逻辑中断源中断源MAR增量增量MDR计算机组成原理81.指令部件指令部件指令部件应包括程序计数器指令部件应包括程序计数器(PC)、指令寄存器、指令寄存器(IR)、指令译码器（指令译码器（ID）、程序状态寄存器（）、程序状态寄存器（PSR）和地址）和地址形成部件等形成部件等5个部分。个部分。（1）程序计数器）程序计数器PC：指令地
7、址寄存器，用来指出在内存中存放：指令地址寄存器，用来指出在内存中存放的将要取的指令的单元地址。传送指令地址给的将要取的指令的单元地址。传送指令地址给MAR。（2）指令寄存器）指令寄存器IR：指令寄存器用来存放现行指令的代码。从：指令寄存器用来存放现行指令的代码。从MDR接收指令。接收指令。（3）指令译码器）指令译码器ID：操作码译码器，用以产生操作性质的控制电：操作码译码器，用以产生操作性质的控制电位，并将其送到位，并将其送到微操作微操作（一条指令的执行过程可以分解为若干（一条指令的执行过程可以分解为若干简单的基本操作，称为微操作）控制线路上，在时序部件定时简单的基本操作，称为微操作）控制线路
8、上，在时序部件定时信号作用下，产生具体的控制操作信号。信号作用下，产生具体的控制操作信号。（4）地址形成部件：根据寻址方式的不同，用来形成操作数有效）地址形成部件：根据寻址方式的不同，用来形成操作数有效地址的功能部件。地址的功能部件。6.1.3控制器的组成控制器的组成计算机组成原理9（5）程序状态字寄存器）程序状态字寄存器(PSR)存放程序状态字存放程序状态字PSW，用来表征当前运算的状态及程序的工作，用来表征当前运算的状态及程序的工作方式。方式。如如MCS-51单片机的单片机的PSWCYACFORS1 RS0 OVPCY（PSW.7）进位标志位。进位标志位。AC（PSW.6）辅助进位（或称半
9、进位）标志。辅助进位（或称半进位）标志。FO（PSW.5）由用户定义的标志位。由用户定义的标志位。RS1（PSW.4）、）、RS0（PSW.3）工作寄存器组选择位。工作寄存器组选择位。OV（PSW.2）溢出标志位。溢出标志位。由硬件置位或清零。由硬件置位或清零。6.1.3控制器的组成控制器的组成计算机组成原理102.时序控制部件时序控制部件时序控制部件就是用来产生各部件进行微操时序控制部件就是用来产生各部件进行微操作所需要的定时控制信号的部件，保证各个微作所需要的定时控制信号的部件，保证各个微操作的执行顺序。操作的执行顺序。（1）脉冲源：利用晶体振荡器产生一定频率的）脉冲源：利用晶体振荡器产生
10、一定频率的主时钟脉冲（主频）。主时钟脉冲（主频）。（2）启停电路：控制机器工作的启动和停止）启停电路：控制机器工作的启动和停止（3）时序信号发生器：产生机器所需的时序信）时序信号发生器：产生机器所需的时序信号，以控制有关部件在不同的时间完成不同的号，以控制有关部件在不同的时间完成不同的微操作。微操作。6.1.3控制器的组成控制器的组成计算机组成原理113.微操作控制信号形成部件微操作控制信号形成部件（1）微操作是指计算机中最基本的操作）微操作是指计算机中最基本的操作（2）微操作控制逻辑，用来产生机器所需的全部的）微操作控制逻辑，用来产生机器所需的全部的微操作信号。微操作控制逻辑的作用是把操作码
11、译码微操作信号。微操作控制逻辑的作用是把操作码译码器输出的控制电位，时序信号以及各种控制条件进行器输出的控制电位，时序信号以及各种控制条件进行组合，按一定时间顺序产生并发出一系列微操作控制组合，按一定时间顺序产生并发出一系列微操作控制信号，以完成指令规定的全部操作。信号，以完成指令规定的全部操作。4.中断控制逻辑：用来控制中断处理的硬件逻辑。中断控制逻辑：用来控制中断处理的硬件逻辑。5.控制台：实现人控制台：实现人-机通信机通信6.1.3控制器的组成控制器的组成计算机组成原理126.1.4控制器的组成方式控制器的组成方式微操作控制信号形成部件是控制器的核心，其产生信号的方式微操作控制信号形成部
12、件是控制器的核心，其产生信号的方式有三种：有三种：(1)常规组合逻辑型常规组合逻辑型(或称随机逻辑法或称随机逻辑法)分立元件时代的产物；分立元件时代的产物；方法是按逻辑代数的运算规则，以组合电路最小化为原方法是按逻辑代数的运算规则，以组合电路最小化为原则，用逻辑门电路实现；速度快。则，用逻辑门电路实现；速度快。不规整，可靠性低，不易修改和扩充，造价高。不规整，可靠性低，不易修改和扩充，造价高。(2)存储逻辑型（微程序控制逻辑法）存储逻辑型（微程序控制逻辑法）将程序设计的思想方法引入控制器的控制逻辑；将程序设计的思想方法引入控制器的控制逻辑；将各种操作控制信号以编码信息字的形式存入控制存储将各种
13、操作控制信号以编码信息字的形式存入控制存储器中（器中（CM）；）；一条机器指令对应一道微程序，机器指令执行的过程就一条机器指令对应一道微程序，机器指令执行的过程就是微程序执行的过程。是微程序执行的过程。(3)组合逻辑和存储逻辑结合型（可编程逻辑阵列组合逻辑和存储逻辑结合型（可编程逻辑阵列(PLA)法）法）与组合逻辑型本质相同，工艺不同；与组合逻辑型本质相同，工艺不同；用大规模集成电路用大规模集成电路(LSI)来实现。来实现。计算机组成原理136.2控制器的控制方式与时序系统控制器的控制方式与时序系统控制方式控制方式时序系统时序系统计算机组成原理14如何形成控制不同微操作序列的时序控制信号的方法
14、，如何形成控制不同微操作序列的时序控制信号的方法，称为控制器的控制方式。控制方式通常分为同步控制方式、称为控制器的控制方式。控制方式通常分为同步控制方式、异步控制方式、同异步联合控制方式三类。异步控制方式、同异步联合控制方式三类。1.同步控制方式同步控制方式又称为固定时序控制方式或无应答控制方式。任何指令的又称为固定时序控制方式或无应答控制方式。任何指令的执行或指令中每个微操作的执行都受事先安排好的时序信执行或指令中每个微操作的执行都受事先安排好的时序信号的控制。号的控制。每个周期状态中产生统一数目的节拍电位及时标工作脉冲。每个周期状态中产生统一数目的节拍电位及时标工作脉冲。以最复杂（微操作序
15、列最长，执行时间最长）指令的实现以最复杂（微操作序列最长，执行时间最长）指令的实现需要为基准。需要为基准。优点：设计简单，操作控制容易实现。优点：设计简单，操作控制容易实现。缺点：效率低。缺点：效率低。6.2.1 控制方式计算机组成原理152.异步控制方式异步控制方式可变时序控制方式或应答控制方式。执行一条指令需要多可变时序控制方式或应答控制方式。执行一条指令需要多少节拍，不作统一的规定，而是根据每条指令的具体情况少节拍，不作统一的规定，而是根据每条指令的具体情况而定，需要多少，控制器就产生多少时标信号。而定，需要多少，控制器就产生多少时标信号。特点：每一条指令执行完毕后都必须向控制时序部件发
16、回特点：每一条指令执行完毕后都必须向控制时序部件发回一个回答信号，控制器收到回答信号后，才开始下一条指一个回答信号，控制器收到回答信号后，才开始下一条指令的执行。令的执行。优点：指令的运行效率高；优点：指令的运行效率高；缺点：控制线路比较复杂。缺点：控制线路比较复杂。异步工作方式一般采用两条定时控制线来实现。我们把这异步工作方式一般采用两条定时控制线来实现。我们把这两条线称为两条线称为“请求请求”线和线和“回答回答”线。当系统中两个部件线。当系统中两个部件A和和B进行数据交换时，若进行数据交换时，若A发出发出“请求请求”信号，则必须有信号，则必须有B的的“回答回答”信号进行应答，这次操作才是有
17、效的，否则信号进行应答，这次操作才是有效的，否则无效。无效。6.2.1 控制方式计算机组成原理163.同步，异步联合控制方式同步，异步联合控制方式同步控制和异步控制相结合的方式即联合控制方式，同步控制和异步控制相结合的方式即联合控制方式，区别对待不同指令。区别对待不同指令。一般的设计思想是，在功能部件内部采用同步式，而一般的设计思想是，在功能部件内部采用同步式，而在功能部件之间采用异步式，并且在硬件实现允许的在功能部件之间采用异步式，并且在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制。情况下，尽可能多地采用异步控制。6.2.1 控制方式计算机组成原理171.概念概念时序部件：计算机的机内时钟。
18、它用其产生的周期状时序部件：计算机的机内时钟。它用其产生的周期状态，节拍电位及时标脉冲去对指令周期进行时间划分，态，节拍电位及时标脉冲去对指令周期进行时间划分，刻度和标定。刻度和标定。指令周期指令周期：在计算机中从指令的读取到指令的执行完：在计算机中从指令的读取到指令的执行完成，执行一条指令所需要的时间，称为指令周期。成，执行一条指令所需要的时间，称为指令周期。指令周期通常由若干个指令周期通常由若干个CPU周期周期-取指周期、取数取指周期、取数周期、执行周期、中断周期等来表示，周期、执行周期、中断周期等来表示，CPU周期也称周期也称为为机器周期机器周期，在每个机器周期完成一个基本操作。由，在每
19、个机器周期完成一个基本操作。由于于CPU内部的操作速度较快，而内部的操作速度较快，而CPU访问一次内存所访问一次内存所花的时间较长，通常用存储周期为基础来规定花的时间较长，通常用存储周期为基础来规定CPU周周期。期。6.2.2 时序系统计算机组成原理182.三级时序信号三级时序信号周期周期（1）在一个控制阶段内均持续起作用的信号；在一个控制阶段内均持续起作用的信号；（2）通常用周期状态寄存器来标志和指明某某周期控制；通常用周期状态寄存器来标志和指明某某周期控制；（3）指令周期可分为取指周期、分析周期、执行周期。指令周期可分为取指周期、分析周期、执行周期。节拍节拍（1）把一个机器周期分成若干个相
20、等的时间段，每一个时把一个机器周期分成若干个相等的时间段，每一个时间段对应一个电位信号，称节拍电位；间段对应一个电位信号，称节拍电位；（2）一般都以能保证一般都以能保证ALU进行一次运算微操作作为一拍电进行一次运算微操作作为一拍电位的时间宽度。位的时间宽度。时标工作脉冲时标工作脉冲（1）及时改变标志状态；及时改变标志状态；（2）时标脉冲的宽度一般为节拍电位宽度的时标脉冲的宽度一般为节拍电位宽度的1/N，只要能，只要能保证所有的触发器都能可靠地，稳定地翻转即可。保证所有的触发器都能可靠地，稳定地翻转即可。6.2.2 时序系统计算机组成原理193.三级时序信号的关系三级时序信号的关系一台计算机机内
21、的控制信号一般均由若干个周期状态，一台计算机机内的控制信号一般均由若干个周期状态，若干个节拍电位及若干个时标脉冲这样三级控制时序若干个节拍电位及若干个时标脉冲这样三级控制时序信号定时完成。三级时序的组合关系如图所示。信号定时完成。三级时序的组合关系如图所示。6.2.2 时序系统PW3W2W2W0M1M0周期0周期1节拍0节拍1节拍2节拍3脉冲计算机组成原理206.3CPU的总体结构的总体结构CPU=控制器控制器+运算器运算器6.3.1寄存器的设置寄存器的设置数据通路结果及指令流程分析数据通路结果及指令流程分析计算机组成原理216.3.1寄存器的设置寄存器的设置1.指令寄存器指令寄存器IR2.程
22、序计数器程序计数器PC3.程序状态寄存器程序状态寄存器PSR4.累加寄存器累加寄存器AC及通用寄存器及通用寄存器GR：AC暂存操作数据和结果，暂存操作数据和结果，GR是一组程序可访问的、具有多种功能的寄存器，能提供操是一组程序可访问的、具有多种功能的寄存器，能提供操作数、保存中间结果、作为地址指针、基址寄存器、变址寄存作数、保存中间结果、作为地址指针、基址寄存器、变址寄存器、计数器等。如器、计数器等。如Intel8086的的AX、BX、CX、DX、SP、DS、CS、ES、SS、SI、DI等。等。5.地址寄存器地址寄存器MAR：存放所要访问的主存单元的地址（来自：存放所要访问的主存单元的地址（来
23、自PC的指令的地址，或来自地址形成部件的操作数的地址）的指令的地址，或来自地址形成部件的操作数的地址）6.数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器MDR（或（或MBR）：存放向主存写入的信息）：存放向主存写入的信息或从主存中读出的信息或从主存中读出的信息计算机组成原理226.3.2数据通路结构及流程分析数据通路结构及流程分析1.单总线结构单总线结构控制信号逻辑控制信号逻辑IDIRCUIRin时序时序部件部件R0R7R0outR0inR7outR7inPCMARMDRYALUZPSRPCinPCoutMARinMDRinMDRoutYinAB+1ZinZoutIBUSDBUSMEMI/OI/OABUSR W
24、GR计算机组成原理236.3.2数据通路结构及流程分析数据通路结构及流程分析【例】在上图中，【例】在上图中，A和和B为为ALU的两个输入端，且的两个输入端，且ALU可以实可以实现现A1、AB等功能，主存以字编址，每条指令等功能，主存以字编址，每条指令和数据均占和数据均占一个主存单元。分析指令：一个主存单元。分析指令：ADD（R1），），R0的操作流程。其的操作流程。其中，源操作数在前。中，源操作数在前。分析：分析：（1）（）（PC）MAR，READ，PCY；送指令地址，读主存；送指令地址，读主存（2）MEMMDRIR，（，（Y）+1Z；取指令到；取指令到IR，PC+1暂存于暂存于Z（3）（）（
25、Z）PC；PC+1PC（4）（）（R1）MAR，READ；送源操作数地址；送源操作数地址（5）MEMMDRY；取出源操作数到；取出源操作数到Y中中（6）（）（Y）+（R0）Z；执行加法运算，结果暂存于；执行加法运算，结果暂存于Z（7）（）（Z）R0；加法结果送回目标寄存器；加法结果送回目标寄存器计算机组成原理24FIR6.3.2数据通路结构及流程分析数据通路结构及流程分析2.双总线结构双总线结构IRPCR0R1R2YTEMPMDRR3ALUID控控制制信信号号逻逻辑辑时序时序部件部件BFBAINCDECADDSUBGonFPCFR0FR1FR2FR3FMDRFTEMPFYIRBPCBR0BR1
26、BR2BR3BMDRBTEMPBMEMMARFMARRWDBUSABUS计算机组成原理256.3.2数据通路结构及流程分析数据通路结构及流程分析【例】在上图中，【例】在上图中，F为发送总线，为发送总线，B为为接收总线，它们通过总线连接器接收总线，它们通过总线连接器G可可直接连接，当直接连接，当Gon=1时，时，G被打开，被打开，B的数据可传向的数据可传向F；当；当Gon=0时，时，G被关被关闭，两总线隔离，且闭，两总线隔离，且ALU可以实现可以实现A1、AB等功能，主存以字编址，每等功能，主存以字编址，每条指令条指令和数据均占一个主存单元。分析指令：和数据均占一个主存单元。分析指令：ADD（R
27、1），），R0的操作流的操作流程。其中，源操作数在前。程。其中，源操作数在前。分析：分析：操作流程操作流程控制信号序列控制信号序列（1）（）（PC）MAR，READPCB，Gon，FMAR，READ，FY（2）（）（PC）+1PCINC，FPC（3）MMDRIRMDRB，Gon，FIR（4）（）（R1）MAR，READR1B，Gon，FMAR，READ（5）MMDRYMDRB，Gon，FY（6）（）（Y）+（R0）R0R0B，ADD，FR0计算机组成原理266.4模型机的总体结构模型机的总体结构模型机的数据通路模型机的数据通路模型机的指令系统模型机的指令系统模型机的时序系统模型机的时序系统计算
28、机组成原理276.4.1模型机的数据通路模型机的数据通路控制信号逻辑控制信号逻辑时序部件时序部件IDCCCZIRPCR0R1R2R3MDRSPTEMPYALU移位器移位器判零判零CZCCCZCPCZCCCPCCSLEXSRDMC0MS3S2S1S0ABPCBR0BR1BR2BR3BMDRBTEMPBBUS1BUS2CPYCPTEMPCPSPCPMDRCPR3CPR2CPR1CPR0CPPCCPIRMARCPMARMEMR/WI/OMREQIOREQDBUSABUS字长字长=16CP：脉冲信号：脉冲信号R0R3：通用寄存器：通用寄存器000011SP：堆栈指示器：堆栈指示器100PC：程序计数器
29、：程序计数器111MAR：地址寄存器：地址寄存器MDR：数据寄存器：数据寄存器TEMP，Y：暂存器：暂存器CC：进位触发器，：进位触发器，CZ：零触发器：零触发器BUS1：输入总线：输入总线BUS2：输出总线：输出总线ABUS：地址总线：地址总线DBUS：数据总线：数据总线CBUS：控制总线：控制总线内部总线内部总线系统总线系统总线总线总线计算机组成原理286.4.1模型机的数据通路模型机的数据通路工作方式选择工作方式选择S3S2S1S0F的输出功能（负逻辑）的输出功能（负逻辑）逻辑运算逻辑运算M=1算术运算算术运算M=0，C0=00000AA减减10101BAB加（加（A+B）0110ABA
30、+B1001ABA加加B1010BAB加（加（A+B）1011A+BA+B1110ABAB加加A1111AAALU功能计算机组成原理296.4.2模型机的指令系统模型机的指令系统1.指令格式OP寻址方式寻址方式RS寻址方式寻址方式RD双操作数指令双操作数指令1512119865320源操作数源操作数目的操作数目的操作数OP000备用备用寻址方式寻址方式RD单操作数指令单操作数指令1512119865320目的操作数目的操作数OP位移量位移量D转移类指令转移类指令1512119865320OP000未用未用000未用未用返回返回/停机指令停机指令1512119865320操作码操作码=4位，共计
31、位，共计16条指令条指令计算机组成原理306.4.2模型机的指令系统模型机的指令系统2.指令系统指令系统指令名称指令名称操作码操作码指令功能指令功能传送（传送（MOV）0000（ES）ED加法（加法（ADD）0001（ED）+（ES）ED减法（减法（SUB）0010（ED）-（ES）ED逻辑与（逻辑与（AND）0011（ED）（ES）ED逻辑或（逻辑或（OR）0100（ED）（ES）ED异或（异或（EOR）0101（ED）（ES）ED加加1（INC）0110（ED）+1ED取反（取反（COM）0111（ED）ED左移（左移（ROL）1000（ED）左移一位）左移一位ED，由指令，由指令86位指
32、定移位方式位指定移位方式右移（右移（ROR）1001（ED）右移一位）右移一位ED，由指令，由指令86位指定移位方式位指定移位方式无条件转移（无条件转移（JP）1010（PC）+位移量位移量DPC有进位转移（有进位转移（JC）1011若若CC=1，则（，则（PC）+位移量位移量DPC结果零转移（结果零转移（JZ）1100若若CZ=1，则（，则（PC）+位移量位移量DPC转子程序（转子程序（JSR）1101（PC）入栈，（）入栈，（PC）+位移量位移量DPC返回（返回（RTS）1110从栈顶弹出返回地址从栈顶弹出返回地址PC停机（停机（HALT）1111停机停机计算机组成原理316.4.2模型机
33、的指令系统模型机的指令系统3.寻址方式寻址方式（1）寄存器寻址：）寄存器寻址：寻址方式编码寻址方式编码000，汇编符号为，汇编符号为Rn，n为寄存器编号为寄存器编号E=Rn（2）寄存器间接寻址：）寄存器间接寻址：寻址方式编码寻址方式编码001，汇编符，汇编符Rn或（或（Rn）E=（Rn）（3）自增型寄存器间接寻址：）自增型寄存器间接寻址：寻址方式编码寻址方式编码010，汇编符号（，汇编符号（Rn）+E=（Rn），（），（Rn）+1Rn（4）自减型寄存器间接寻址：）自减型寄存器间接寻址：寻址方式编码寻址方式编码011，汇编符号，汇编符号-（Rn）（Rn）-1Rn，E=（Rn）（5）变址型寻址：）
34、变址型寻址：寻址方式编码寻址方式编码100，汇编符号，汇编符号X（Rn）E=X+（Rn）计算机组成原理326.4.2模型机的时序系统模型机的时序系统1.机器周期：六个机器周期，每个周期设一个周期状态触发器机器周期：六个机器周期，每个周期设一个周期状态触发器（1）取指周期）取指周期FT：实现取指令、分析指令和（：实现取指令、分析指令和（PC）+1PC的操作的操作（2）取源周期）取源周期ST：用于非寄存器器寻址的双操作数指令中源操作数：用于非寄存器器寻址的双操作数指令中源操作数地址的寻址和取源操作数。地址的寻址和取源操作数。（3）取目的周期）取目的周期DT：用于非寄存器器寻址的双操作数指令中目的操
35、：用于非寄存器器寻址的双操作数指令中目的操作数地址的寻址和取目的操作数。作数地址的寻址和取目的操作数。（4）执行周期）执行周期ET：完成指令规定的操作并保存结果：完成指令规定的操作并保存结果（5）中断周期）中断周期IT（6）DMA周期周期DMATQQFTSCPDFTQQRSTCPDSTQQRDTCPDDTQQRETCPDETRESETTENDP1FT1ST1DT1ET一个周期=4个节拍T0、T1、T2、T3计算机组成原理336.4.2模型机的时序系统模型机的时序系统每个周期内可完成主存的一次读每个周期内可完成主存的一次读/写操作。写操作。每个周期每个周期=4个节拍个节拍T0、T1、T2、T3。
36、每个节拍内设置一个脉冲，用于寄存器接收代码。每个节拍内设置一个脉冲，用于寄存器接收代码。&T0&T1&T2&T3QQC2CTQQC1CTRESET&P1DTXDRepeatFT STET双数指令双数指令DRETRTSETJSR节节拍拍发发生生器器原原理理图图计算机组成原理346.4.2模型机的时序系统模型机的时序系统PT3T2T1T0M指令周期指令周期三级时序关系三级时序关系计算机组成原理356.5组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计设计的步骤设计的步骤模型机的设计模型机的设计计算机组成原理366.5.1设计的步骤设计的步骤1.绘制指令操作流程图绘制指令操作流程图把指令的执行过程分解成若干功能
37、部件能实现的基本微操作，把指令的执行过程分解成若干功能部件能实现的基本微操作，并以图的形式排列成有先后次序、相互衔接配合的流程（并以图的形式排列成有先后次序、相互衔接配合的流程（指令指令操作流程图操作流程图）2.编排指令操作时间表编排指令操作时间表把指令流程图中的各个微操作具体落实到各个机器周期的相应把指令流程图中的各个微操作具体落实到各个机器周期的相应节拍和脉冲中去，并以微操作控制信号的形式编排一张表（节拍和脉冲中去，并以微操作控制信号的形式编排一张表（指指令操作时间表令操作时间表）3.进行微操作综合进行微操作综合对指令操作时间表中的各个微操作信号分别按其条件进行归纳、对指令操作时间表中的各
38、个微操作信号分别按其条件进行归纳、综合，列出其综合的逻辑表达式，并进行适当的调整、化简，综合，列出其综合的逻辑表达式，并进行适当的调整、化简，得到比较合理的逻辑表达式得到比较合理的逻辑表达式4.设计微操作控制信号形成部件设计微操作控制信号形成部件用组合逻辑电路实现逻辑表达式用组合逻辑电路实现逻辑表达式计算机组成原理376.5.2模型机的设计模型机的设计1.指令操作流程图指令操作流程图（1）取指周期的操作流程图）取指周期的操作流程图（PC）MARREAD，（，（PC）+1PC（MDR）IRJUMP？SRDR=？1ST1DT1ETYN00或或0110FT0FT1FT2FT3计算机组成原理386.5
39、.2模型机的设计模型机的设计（2）取源周期的操作流程图）取源周期的操作流程图源寻址？源寻址？（Rs）（Rs）+-（Rs）RepeatXs（Rs）MAR(Rs)MAR(Rs)-1RsMAR(Rs)+(Y)MAR(PC)MARREADREAD,(Rs)+1RsREADREADREAD,(PC)+1PC(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)YDR=1?清清Repeat置置Repeat1ST1DT1ETNY计算机组成原理396.5.2模型机的设计模型机的设计（3）取目的周期的操作流程图）取目的周期的操作流程图目的寻址？目的寻址？（RD）（RD）+-（RD）R
40、epeatXD（RD）MAR(RD)MAR(RD)-1RDMAR(RD)+(Y)MAR(PC)MARREAD1ETREAD,(RD)+1RD1ETREAD1ETREAD,清清Repeat1ETREAD,(PC)+1PC(MDR)Y置置Repeat1DT计算机组成原理406.5.2模型机的设计模型机的设计（4）执行周期的操作流程图）执行周期的操作流程图传送类指令传送类指令运算类指令运算类指令转移类指令转移类指令停机指令停机指令转子转子/返回指令返回指令(略略)计算机组成原理416.6微程序控制器设计微程序控制器设计微程序控制器概述微程序控制器概述微指令的编译方法微指令的编译方法微程序的顺序控制方
41、式微程序的顺序控制方式微指令的执行方式微指令的执行方式微程序设计方法微程序设计方法微程序控制器的设计步骤微程序控制器的设计步骤举例举例:模型机的微程序设计模型机的微程序设计计算机组成原理42微程序控制技术在现今计算机设计中得到广泛的微程序控制技术在现今计算机设计中得到广泛的采用，其实质是用程序设计的思想方法来组织操作控采用，其实质是用程序设计的思想方法来组织操作控制逻辑。制逻辑。1、微程序控制技术被广泛应用的原因、微程序控制技术被广泛应用的原因（1）物质基础：物质基础：ROM（2）灵活性灵活性（3）提高了可靠性，可利用性及可维护性）提高了可靠性，可利用性及可维护性(简称简称RAS技术技术)，大
42、大优化了硬件控制技术。，大大优化了硬件控制技术。（4）有利于机器设计时的仿真。也就是说，在）有利于机器设计时的仿真。也就是说，在M1机器上使用机器上使用M2机器语言编写程序并运行，从用户角度机器语言编写程序并运行，从用户角度来看，来看，M1和和M2无区别，要能做到这一点，只有机器无区别，要能做到这一点，只有机器具有控存具有控存CM的微程序设计结构才行。的微程序设计结构才行。（5）其他（反映在以下几方面的优点）其他（反映在以下几方面的优点）6.6微程序控制器设计微程序控制器设计计算机组成原理432、与组合逻辑控制方法相比，微程序控制方法在诸多方面有着、与组合逻辑控制方法相比，微程序控制方法在诸多
43、方面有着显著的差别显著的差别（1）从实现方式上从实现方式上微程序控制：规整，增、删、改较容易微程序控制：规整，增、删、改较容易组合逻辑控制：零乱且复杂，当修改指令或增加指令时非组合逻辑控制：零乱且复杂，当修改指令或增加指令时非常麻烦，有时甚至没有可能。常麻烦，有时甚至没有可能。（2）从性能上来比较从性能上来比较在同样的半导体工艺条件下，微程序控制的速度比组合逻在同样的半导体工艺条件下，微程序控制的速度比组合逻辑控制方式的速度低，这是因为执行每条微指令都要从控存中辑控制方式的速度低，这是因为执行每条微指令都要从控存中读取一次，影响了速度，而组合逻辑控制方式取决于电路延迟，读取一次，影响了速度，而
44、组合逻辑控制方式取决于电路延迟，因而在超高速计算机中，对影响速度的关键部分例如因而在超高速计算机中，对影响速度的关键部分例如CPU，往，往往采用组合逻辑控制方法。近年来在一些新型计算机结构中如往采用组合逻辑控制方法。近年来在一些新型计算机结构中如RISC结构，一般选用组合逻辑方法。结构，一般选用组合逻辑方法。（3）诊断能力）诊断能力微程序设计方法：诊断能力强微程序设计方法：诊断能力强组合逻辑控制：诊断能力弱组合逻辑控制：诊断能力弱6.6微程序控制器设计微程序控制器设计计算机组成原理441.基本概念基本概念1)控制字控制字(CW):表征微操作控制要求的二进制字，称为控制字。表征微操作控制要求的二
45、进制字，称为控制字。2)微命令微命令微程序控制中，把微操作控制信号称为微命令。微操作是微命令微程序控制中，把微操作控制信号称为微命令。微操作是微命令在时序的配合作用下的操作过程。在时序的配合作用下的操作过程。3)微地址和微指令微地址和微指令微地址：存放控制字的单元地址。微地址：存放控制字的单元地址。微指令：具有微地址的控制字。微指令：具有微地址的控制字。4)微程序微程序:一系列微指令的有序集合构成微程序。一系列微指令的有序集合构成微程序。5)微周期微周期微周期就是从控制存储器中读出一条微指令并执行相应操作所需微周期就是从控制存储器中读出一条微指令并执行相应操作所需要的时间。要的时间。微程序控制
46、器概述微程序控制器概述计算机组成原理45微程序控制器概述微程序控制器概述2.基本组成（图基本组成（图6-30）1)控制存储器控制存储器CM:用来存放微程序。用来存放微程序。2)微指令寄存器微指令寄存器 IR用来存放从控制存储器中取得的微指令。用来存放从控制存储器中取得的微指令。3)微地址形成部件微地址形成部件 AG用来产生机器指令的首条微指令地址和后续地址。用来产生机器指令的首条微指令地址和后续地址。4)微地址寄存器微地址寄存器 MAR:接收微地址形成部件送来的微地址。接收微地址形成部件送来的微地址。5)译码与驱动电路译码与驱动电路对微地址寄存器中的微地址进行译码对微地址寄存器中的微地址进行译
47、码,找到被访问的找到被访问的CM单元并驱动其进行读取操作单元并驱动其进行读取操作,存放于存放于 IR计算机组成原理46微程序控制器概述微程序控制器概述3.微程序执行过程微程序执行过程微程序控制器的工作过程实质上就是在微程序控制器的微程序控制器的工作过程实质上就是在微程序控制器的控制之下，计算机执行机器指令的过程：控制之下，计算机执行机器指令的过程：1)从控制存储器中运行取指令微程序，完成从主存储器从控制存储器中运行取指令微程序，完成从主存储器中取得机器指令的工作；中取得机器指令的工作；2)根据机器指令的操作码，得到相应机器指令的微程序根据机器指令的操作码，得到相应机器指令的微程序入口；入口；3
48、)逐条取出微指令，完成相关微操作控制；逐条取出微指令，完成相关微操作控制；4)执行下一条机器指令。执行下一条机器指令。计算机组成原理47微指令的编译方法微指令的编译方法一、编译法的选择原则一、编译法的选择原则(1)减少微指令的长度；减少微指令的长度；(2)提高微操作的并行性；提高微操作的并行性；(3)提高机器的控制性能并降低价格；提高机器的控制性能并降低价格；(4)有利于微程序设计的灵活性。有利于微程序设计的灵活性。二、编译法二、编译法1、直接控制法（不译法）、直接控制法（不译法）（1）含义：每一个独立的二进制位代表一个微命令。按不译法编）含义：每一个独立的二进制位代表一个微命令。按不译法编码
49、的微指令，又称水平微指令。码的微指令，又称水平微指令。（2）本质特征：面向数据通路的控制门）本质特征：面向数据通路的控制门(或控制点或控制点)。（3）优点：）优点：A：并行执行，执行速度也比较快；：并行执行，执行速度也比较快；B：微程序：微程序所需用的微指令条数少。所需用的微指令条数少。缺点：缺点：A：编制程序难度较大；：编制程序难度较大；B：微指令不能充分利用。：微指令不能充分利用。计算机组成原理482、最短编译法、最短编译法（1）含义：每一条微指令只定义一个微命令。按最含义：每一条微指令只定义一个微命令。按最短编译法编码的微指令又称垂直型微指令。短编译法编码的微指令又称垂直型微指令。（2）
50、本质特征：面向算法来编码的。类似于传统的本质特征：面向算法来编码的。类似于传统的程程序设计方法。序设计方法。（3）优点：优点：A：编程简单；：编程简单；B：微指令字中各位都得：微指令字中各位都得到充分利用。到充分利用。 缺点：缺点：A：并行控制能力差，执行速度慢；：并行控制能力差，执行速度慢；B：微程序：微程序长度较长。长度较长。微指令的编译方法微指令的编译方法计算机组成原理493、字段编译法、字段编译法（1）、字段直接编译法）、字段直接编译法A：把一条微指令分成几段，段与段间按水平法设计，：把一条微指令分成几段，段与段间按水平法设计，每个段内分别按垂直法进行编码，每一段形成一个微每个段内分别
51、按垂直法进行编码，每一段形成一个微命令，一条微指令可同时有并行的几个微命令。命令，一条微指令可同时有并行的几个微命令。B：微指令字分段的原则：微指令字分段的原则：（a）在同一节拍内，需要互相配合起作用的微操作，是）在同一节拍内，需要互相配合起作用的微操作，是并行操作，其微命令可以分在不同的字段内，以便配并行操作，其微命令可以分在不同的字段内，以便配合进行微操作控制合进行微操作控制(组合性的操作控制组合性的操作控制)。这是微命令。这是微命令的相容性。的相容性。（b）在同一节拍内，不允许同时出现具有）在同一节拍内，不允许同时出现具有“排它排它”性的性的微操作，是串行操作，其微命令可分在一个字段内，
52、微操作，是串行操作，其微命令可分在一个字段内，这是微命令的互斥性。这是微命令的互斥性。微指令的编译方法微指令的编译方法计算机组成原理50（2）、字段间接编译法）、字段间接编译法它是在字段直接编译法基础上用来进一步缩短指它是在字段直接编译法基础上用来进一步缩短指令字长，组合零散微命令的一种编译法。若在字段直令字长，组合零散微命令的一种编译法。若在字段直接编译法中再规定一个字段的某些微命令要由另一个接编译法中再规定一个字段的某些微命令要由另一个字段中的某些微命令来解释，称为字段间接编译法。字段中的某些微命令来解释，称为字段间接编译法。这种编译法适用于把那些不同类型的，不常用的，这种编译法适用于把那
53、些不同类型的，不常用的，但数量又可观的但数量又可观的“零散零散”的微命令编入少数几个字段的微命令编入少数几个字段之中，以减少微指令字的长度，组合编译更多的微命之中，以减少微指令字的长度，组合编译更多的微命令。令。微指令的编译方法微指令的编译方法计算机组成原理51微程序的顺序控制方式微程序的顺序控制方式1、初始微地址的形成、初始微地址的形成每条机器指令对应一段微程序，当执行公用的取指微每条机器指令对应一段微程序，当执行公用的取指微程序从主存中取出机器指令后，由机器指令的操作码程序从主存中取出机器指令后，由机器指令的操作码指出微程序的首地址。这是一种多分支情况，通常有指出微程序的首地址。这是一种多
54、分支情况，通常有以下几种方式：以下几种方式：（1）操作码的位数与位置固定，这时可直接使操作码与）操作码的位数与位置固定，这时可直接使操作码与微地址码的部分位相对应。例如，若微入口地址微地址码的部分位相对应。例如，若微入口地址=00OC，则控制存储器第零页的一些单元被安排为各，则控制存储器第零页的一些单元被安排为各个微程序入口（即首地址），再通过无条件微转移指个微程序入口（即首地址），再通过无条件微转移指令使这些单元与相应的后续微指令相连接。令使这些单元与相应的后续微指令相连接。计算机组成原理52（2）当每类指令的操作码位数与位置固定，而各类指令）当每类指令的操作码位数与位置固定，而各类指令之间
55、的操作码位数与位置不固定时，可采用分级转移之间的操作码位数与位置不固定时，可采用分级转移的方法。先按指令类型转移到某条微指令，区分出是的方法。先按指令类型转移到某条微指令，区分出是哪一大类，然后进一步按机器指令操作码转移，区分哪一大类，然后进一步按机器指令操作码转移，区分出是哪一种具体的机器指令。出是哪一种具体的机器指令。（3）当操作码的位数与位置都不固定时，通常的方法是）当操作码的位数与位置都不固定时，通常的方法是采用采用PLA可编程逻辑阵列实现。可编程逻辑阵列实现。微程序的顺序控制方式微程序的顺序控制方式计算机组成原理532、后继微地址的形成、后继微地址的形成得到微程序入口以后，就开始执行
56、微程序，后继微地址的形成得到微程序入口以后，就开始执行微程序，后继微地址的形成方法对微程序编制的灵活性影响很大。通常采用两种方法形成方法对微程序编制的灵活性影响很大。通常采用两种方法形成后继微地址：后继微地址：（1）增量方式）增量方式这种方式和机器指令的控制方式类似。这种方式和机器指令的控制方式类似。 PC：(A)顺序：增量。顺序：增量。(B)无条件转向：无条件转向： PC。(C)有条件转向：条件码参与，修改有条件转向：条件码参与，修改 PC。（2）在微指令字的格式中，增设下地址字段之后，就可以用微）在微指令字的格式中，增设下地址字段之后，就可以用微地址寄存器地址寄存器( MAR)取代微程序计
57、数器。下一条微指令地址在取代微程序计数器。下一条微指令地址在多数情况可由现行微指令字的下地址字段多数情况可由现行微指令字的下地址字段NAF直接给出，少数直接给出，少数情况由微地址产生器对下地址字段进行修改后产生后继微地址。情况由微地址产生器对下地址字段进行修改后产生后继微地址。微程序的顺序控制方式微程序的顺序控制方式计算机组成原理54综合上述，后继微地址的形成是设计微程序控制综合上述，后继微地址的形成是设计微程序控制的关键问题之一。确定后继微指令地址有以下几种情的关键问题之一。确定后继微指令地址有以下几种情况：况：(A)顺序执行时，后继微地址可以由现行微指令字的下地顺序执行时，后继微地址可以由
58、现行微指令字的下地址字段址字段NAF或微程序计数器或微程序计数器 PC直接确定。直接确定。(B)无条件转向的后继微地址，可以由现行微指令字的下无条件转向的后继微地址，可以由现行微指令字的下地址字段确定。地址字段确定。(C)有条件转向的后继微地址由现行机器指令操作码，现有条件转向的后继微地址由现行机器指令操作码，现行微指令执行时产生状态特征或条件码的判别结果决行微指令执行时产生状态特征或条件码的判别结果决定。定。微程序的顺序控制方式微程序的顺序控制方式计算机组成原理556.6.5微程序设计方法微程序设计方法1水平型微指令与微程序设计水平型微指令与微程序设计计算机组成原理566.6.5微程序设计方
59、法微程序设计方法2垂直型微指令与微程序设计垂直型微指令与微程序设计计算机组成原理573毫微程序设计毫微程序设计（1）毫微程序是用以解释微程序的一种程序，因此组成毫微程序）毫微程序是用以解释微程序的一种程序，因此组成毫微程序的毫微指令是负责解释微指令的微指令。的毫微指令是负责解释微指令的微指令。（2）毫微程序设计的基本思想）毫微程序设计的基本思想采用两级微程序设计方法采用两级微程序设计方法1）第一级用垂直微指令编制垂直微程序第一级用垂直微指令编制垂直微程序第一级垂直微程序是为实现指令系统和其它处理过程的需要而第一级垂直微程序是为实现指令系统和其它处理过程的需要而编制的，它有严格的顺序结构，由它确
60、定后续微指令的地址。编制的，它有严格的顺序结构，由它确定后续微指令的地址。垂直微程序存放于微程序存储器中。垂直微程序存放于微程序存储器中。2）第二级用水平微指令编制水平微程序。第二级用水平微指令编制水平微程序。第二级水平微程序是由第一级调用的，用以解释垂直微程序并第二级水平微程序是由第一级调用的，用以解释垂直微程序并实现相应的数据通路操作。水平微指令具有并行操作控制能力，实现相应的数据通路操作。水平微指令具有并行操作控制能力，但不包含后续微指令地址信息。但不包含后续微指令地址信息。6.6.5微程序设计方法微程序设计方法计算机组成原理586.6.6微程序控制器设计步骤微程序控制器设计步骤计算机组
61、成原理596.6.7举例：模型机的微程序设计举例：模型机的微程序设计计算机组成原理606.7流水线处理技术流水线处理技术并行处理技术并行处理技术指令的执行方式指令的执行方式流水线的分类流水线的分类线性流水线的性能线性流水线的性能流水线的相关问题流水线的相关问题计算机组成原理61并行处理技术并行处理技术标准的冯标准的冯诺依曼体系结构，采用的是串行处理，即一个时刻只能进行一诺依曼体系结构，采用的是串行处理，即一个时刻只能进行一个操作。个操作。并行性的两种含义：并行性的两种含义：v同时性：两个以上事件在同一时刻发生。如多机系统中，同一时刻多个同时性：两个以上事件在同一时刻发生。如多机系统中，同一时刻
62、多个进程在运行。进程在运行。v并发行：两个以上事件在同一间隔内发生。如并发程序，某一时刻并发行：两个以上事件在同一间隔内发生。如并发程序，某一时刻CPU中只有一个进程在运行，而在一个时间段内，多个进程同时运行。中只有一个进程在运行，而在一个时间段内，多个进程同时运行。并行性的三种形式：并行性的三种形式：v时间并行：即使用流水处理部件，时间重叠。时间并行：即使用流水处理部件，时间重叠。v空间并行：设置重复资源，同时工作。空间并行：设置重复资源，同时工作。v时间并行空间并行：时间重叠和资源重复的综合应用。时间并行空间并行：时间重叠和资源重复的综合应用。计算机组成原理62指令的执行方式指令的执行方式
63、1.顺序方式：指令之间是顺序串行执行的顺序方式：指令之间是顺序串行执行的取指取指K分析分析K执行执行K 取指取指K+1分析分析K+1执行执行K+12.重叠方式：前一条指令的解释执行完成前，就开始后一条指重叠方式：前一条指令的解释执行完成前，就开始后一条指令的解释执行令的解释执行取指取指K分析分析K执行执行K取指取指K+1分析分析K+1执行执行K+1一次重叠一次重叠取指取指K分析分析K执行执行K取指取指K+1分析分析K+1执行执行K+1取指取指K+2分析分析K+2执行执行K+2二次重叠二次重叠计算机组成原理63指令的执行方式指令的执行方式2.流水方式：把指令的执行过程细分成若干个复杂程度相当、处
64、流水方式：把指令的执行过程细分成若干个复杂程度相当、处理时间大致相等的子过程，每个子过程由一个独立的功能部件完理时间大致相等的子过程，每个子过程由一个独立的功能部件完成。成。取指取指译码译码取数取数执行执行写回写回流水入口流水入口流水出口流水出口IFIDOFEXWBtttttIFKIDKOFKEXKWBKIFK+1IDK+1OFK+1EXK+1WBK+1IFK+2IDK+2OFK+2EXK+2WBK+2IFK+3IDK+3OFK+3EXK+3WBK+3IFK+4IDK+4OFK+4EXK+4WBK+4t计算机组成原理64流水线的分类流水线的分类1.按处理级别分类按处理级别分类2.按功能分类按功
65、能分类3.按工作方式分类按工作方式分类4.按流水线结构分类按流水线结构分类计算机组成原理65线性流水线的性能线性流水线的性能1.吞吐率吞吐率2.加速比加速比3.效率效率计算机组成原理661.资源相关：指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期资源相关：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。内争用同一个功能部件所发生的冲突。解决方法：指令推迟执行，或是设置重复资源。解决方法：指令推迟执行，或是设置重复资源。2.数据相关：在一个程序中，如果必须等前一条指令执行完数据相关：在一个程序中，如果必须等前一条指令执行完毕后，才能执行后一条指令，这两条指令就是数据相关。毕后
66、，才能执行后一条指令，这两条指令就是数据相关。解决方法：定向传送技术。解决方法：定向传送技术。3.控制相关：当执行转移指令时，根据转移条件是否发生来控控制相关：当执行转移指令时，根据转移条件是否发生来控制指令的执行顺序。制指令的执行顺序。解决方法：延迟转移法、转移预测法。解决方法：延迟转移法、转移预测法。6.7.4流水线的相关问题流水线的相关问题计算机组成原理676.8CPU举例举例公司的公司的Pentium处理器处理器6.8.2SUNMicrosystems公司的公司的SPARC系统系统主流主流CPU的新技术的新技术计算机组成原理68公司的公司的Pentium处理器处理器计算机组成原理696
67、.8.2SUNMicrosystems公司的公司的SPARC系统系统计算机组成原理70主流主流CPU的新技术的新技术超流水技术：流水线的功能段继续细分超流水技术：流水线的功能段继续细分VLIW技术：多条能够并行执行的指令合并成技术：多条能够并行执行的指令合并成一条具有多个操作码的指令一条具有多个操作码的指令超标量技术：重复设置多套流水线超标量技术：重复设置多套流水线MMX技术：技术：MMX指令集，具处理多媒体数据指令集，具处理多媒体数据功能功能HT技术：利用特殊的硬件指令，把处理器内部技术：利用特殊的硬件指令，把处理器内部的多个逻辑内核模拟成多个独立的物理芯片，的多个逻辑内核模拟成多个独立的物理芯片，使单个处理器能享用使单个处理器能享用“线程线程”级的并行计算技级的并行计算技术术多核技术：多核技术：在一枚处理器中集成两个或多个完在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎整的计算引擎( (内核内核) )。多多CPUCPU多计算机多计算机计算机组成原理71
