T4 MDR→IR
T5 OP(IR) →微地址形成部件→CMAR 执行周期
T0 Ad(IR) →MAR，1→R (即α→MAR) T1 Ad(CMDR) →CMAR T2 M(MAR) →MDR T3 Ad(CMDR) →CMAR T4 (ACC)+ (MDR) →ACC T5 Ad(CMDR) →CMAR
2．假设磁盘采用DMA 方式与主机交换信息，其传输速率为2MB/s，而且DMA 的预处理需1000 个时钟周期，DMA 完成传送后处理中断需500 个时钟周期。如果平均传输的数据长度为4KB，试问在硬盘工作时，50MHz 的处理器需用多少时间比率进行DMA 辅助操作（预处理和后处理）。
答：DMA传送过程包括预处理、数据传送和后处理三个阶段。传送4KB的数据长度需4KB/2MB/s=0.002秒
如果磁盘不断进行传输，每秒所需DMA 辅助操作的时钟周期数为(1000 + 500)/0.002 = 750000
故DMA 辅助操作占用CPU 的时间比率为
（四）
1.画出主机框图（要求画到寄存器级）；
2.若存储器容量为64K×32 位，指出图中各寄存器的位数；
3.写出组合逻辑控制器完成 ADD X （X 为主存地址）指令发出的全部微操作命令及节拍安排。
4.若采用微程序控制，还需增加哪些微操作？
31
答：（1）
CPUACCMQCUALU控制单元PCIR存储体I/OMDRRRRRRRMARRRR主R存R储器X运算器控制器
（2）
ACC 32 （3）
T0 T1 T2 T0 T1 T2
（4）
取指 执行
Ad(CMDR)→CMAR
OP(IR)→微地址形成部件→CMAR Ad(CMDR)→CMAR
PC→MAR
M(MAR)→MDR MDR→IR
Ad(IR)→MAR M(MAR)→MDR (AC)+(MDR)→AC
1→R
(PC)+1→PC OP(IR)→ID
1→R
MQ 32 ALU 32 X 32 IR 32 MDR 32 PC 16 MAR 16
(五)
1．假设CPU 在中断周期用堆栈保存程序断点，而且进栈时指针减1，出栈时指针加1。分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。
32
2．画出DMA 方式接口电路的基本组成框图，并说明其工作过程（以输入设备为例）。
答：DMA方式接口电路的基本组成框图如下：
以数据输入为例，具体操作如下：
① 从设备读入一个字到 DMA 的数据缓冲寄存器 BR 中，表示数据缓冲寄存器“满”（如果I/O 设备是面向字符的，则一次读入一个字节，组装成一个字）； ② 设备向DMA接口发请求（DREQ）；
③ DMA接口向CPU申请总线控制权（HRQ）；
④ CPU发回HLDA信号，表示允许将总线控制权交给DMA接口； ⑤ 将DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址总线； ⑥ 通知设备已被授予一个 DMA 周期（DACK），并为交换下一个字做准备；
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⑦ 将DMA数据缓冲寄存器的内容送数据总线； ⑧ 命令存储器作写操作；
⑨ 修改主存地址和字计数值；
⑩ 判断数据块是否传送结束，若未结束，则继续传送；若己结束，（字计数器溢出），则向CPU申请程序中断，标志数据块传送结束。
五、
设计题
1、设CPU 共有16 根地址线，8 根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效）， WR用作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：1K×4 位RAM， 4K×8 位RAM，2K×8 位ROM，以及74138 译码器和各种门电路，如图所示。画出CPU 与存储器连接图，要求：
（1）主存地址空间分配：8000H～87FFH 为系统程序区；8800H～8BFFH 为用户程序区。
（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片？ （3）详细画出存储芯片的片选逻辑。
答：
1）根据主存地址空间分配为
A15 ??? A0
2K×8位 ???1000 0000 0000 0000 1000 0111 1111 1111 1K×8位 ???1000 1000 0000 0000 1000 1011 1111 1111
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2）选出所用芯片类型及数量 2K×8位ROM 1片 1K×4位RAM 2片
3）CPU与存储芯片的连接图如图所示：
2、设CPU 共有16 根地址线，8 根数据线，并用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，WR作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片： ROM（2K?8 位，4K?4 位，8K?8 位）， RAM（1K?4 位，2K?8 位，4K?8 位）
及74138 译码器和其他门电路（门电路自定）。
试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU 和存储芯片的连接图。要求： （1）最小4K 地址为系统程序区，4096~16383 地址范围为用户程序区； （2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。
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