第5章习题参考答案
1．请在括号内填入适当答案。在CPU中：
(1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（  IR  ）；
(2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（  AR  ）
(3)算术逻辑运算结果通常放在（  DR  ）和（  通用寄存器  ）。
2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO  Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。
解：
STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：
3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD  (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。
解：
LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：
4．假设主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。
解：
5．如果在一个CPU周期中要产生3个节拍脉冲；Tl＝200ns，T2=400ns，T3=200ns，试画出时序产生器逻辑图。
解：取节拍脉冲Tl、T2、T3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C4外，还需要3个触发器——Cl、C2、C3；并令
；；，由此可画出逻辑电路图如下：
6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。
解：80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条公用微指令，所以总微指令条数为80  (4-1)+1=241条微指令，每条微指令32位，所以控存容量为：241 32位
7．某ALU器件是用模式控制码M S3 S2 S1 C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y为二进制变量，φ为0或l任选。
  试以指令码(A，B，H，D，E，F，G)为输入变量，写出控制参数M，S3，S2，Sl，C的逻辑表达式。
指令码
M
S3
S2
S1
C
A, B
H, D
E
F
G
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
y
y
解：
由表可列如下逻辑方程
M=G
S3=H+D+F
S2=A+B+D+H+E+F+G
S1=A+B+F+G
C=H+D+Ey+Fy
8．某机有8条微指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。
a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段仅限为8位，请安排微指令的控制字段格式。
微指令
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
解：因为有10种不同性质的微命令信号，如果采用直接表示法则需要10位控制字段，现控制字段仅限于8位，那么，为了压缩控制字段的长度，必须设法把一个微指令周期中的互斥性微命令组合在一个小组中，进行分组译码。
经分析，(e,f,h)和(b,i,j)、或(d,i,j)和(e,f,h)、或(g,b,j)和(i,f,h)均是不可能同时出现的互斥信号，所以可将其通过2:4译码后输出三个微命令信号(00表示该组所有的微命令均无效)，而其余四个微命令信号用直接表示方式。因此可用下面的格式安排控制字段。
e  f  h
b  i  j
     
     
a  c  d  g
X  X
X  X
或：
e  f  h
d  i  j
     
流程图转换为ns图     
a  b  c  g
X  X
X  X
或：
f  h  i
b  g  j
     
     
a  c  d  e
X  X
X  X
9．微地址转移逻辑表达式如下：
        μA8 = P1·IR6·T4
        μA7 = P1·IR5·T4
        μA6 = P2·C·T4
其中μA8—μA6为微地址寄存器相应位，P1和P2为判别标志，C为进位标志，IR5和IR6为指令寄存器的相应位，T4为时钟周期信号。说明上述逻辑表达式的含义，画出微地址转移逻辑图。

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