计算机操作系统（三）--- 处理器体系结构（二）

           上一篇通过设定了框架指令，我们继续设计我们的Y86处理器，上一篇地址： https://www.cnblogs.com/Benjious/p/9749483.html

逻辑设计和硬件控制

          对硬件的了解，需要知道计算机处理器是从最开始的晶体管到逻辑门（or,and , 非）到组合电路,这样的思路。

逻辑门

常见组合电路

        以下总结和图片来自参考文章。

        将许多的逻辑门组合成一个网,形成一个构建计算块,称为组合电路.下面介绍几种常用的组合电路,并且使用HCL进行描述.

1.位级相等测试电路

[HCL描述] bool eq = (a&&b) || (!a&& !b);

 

2.字级相等测试电路

[HCL描述 ] bool Eq = (A == B);

 

3.位级多路复用器

[HCL描述] int out = (s && a) || (!s&& b)

4.字级多路复用器

注: HCL的Case语句:对选择表达式顺序求值,选中第一个值为1的Case.

 

5.四路复用器

6. ALU(CPU的重要组件)

ALU是一个组合电路,输出持续响应输入.上图中(0, 1, 2, 3)是控制信号,对应于Y86的四种算术/逻辑功能

储存器和时钟寄存器

         下图的寄存器文件，指的是硬件寄存器，是CPU 里面的那个，它在Y86中的输入输出入下图所示

           为什么寄存器中要放有时钟寄存器呢？有什么作用？可以查看这篇文章，

        为什么CPU需要时钟才能工作？ - 胖君的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/21981280/answer/126921197

           总的来说就是时钟寄存器让各个部件保持在同一个时间标准，保证输出输入正确。

参考文章：

https://blog.csdn.net/dennis_fan/article/details/8275962

https://www.zhihu.com/question/21981280/answer/126921197