微处理器设计/基本组件

微处理器设计

基本组件

在尝试设计之前，设计人员应该熟悉通用微处理器中的一些组件。有关这些组件的概述，请参见 数字电路.

寄存器

寄存器是一个存储元素，通常由称为触发器的较小的 1 位存储元素数组组成。寄存器包含的位数等于寄存器在任何给定时间可以存储的位数。例如，一个 1 位寄存器可以存储 1 位，一个 32 位寄存器可以存储 32 位，等等。寄存器可以是任意长度。

寄存器有两个输入，一个数据输入和一个时钟输入。时钟输入通常称为“使能”。当使能信号为高时，寄存器存储数据输入。当时钟信号为低时，寄存器值保持不变。

寄存器文件

寄存器文件是寄存器的一个完整集合，通常它们都具有相同的长度。寄存器文件接收三个输入，一个索引地址值、一个数据值和一个使能信号。一个信号译码器用于将数据值从寄存器文件输入传递到具有指定地址的特定寄存器。我们将在本书后面的部分中详细介绍寄存器文件，寄存器文件.

多路复用器

多路复用器是一个输入选择器。多路复用器具有输出、控制输入和多个数据输入。为了方便起见，我们从顶部开始将多路复用器输入从零开始编号。如果控制信号为“0”，则第 0 个输入将移至输出。如果控制信号为“3”，则第 3 个输入将移至输出。

具有N个控制信号位的多路复用器可以支持2^N个输入。例如，具有 3 个控制信号的多路复用器可以支持2³ = 8个输入。

多路复用器通常缩写为“MUX”，并且在本书的其余部分将被缩写为“MUX”。

具有 2 根控制信号线的 4 输入多路复用器	具有 3 根控制信号线的 8 输入多路复用器
具有 4 根控制线的 16 输入多路复用器

在组件中可以实现译码器。

Decoder ( inverse functionality of Encoder) can have multiple inputs and depending upon the inputs one of the output signals can go high.

对于 2 输入译码器，将有 4 个输出信号。

       /|- O0
 i0---| |- O1
 i1---| |- O2
       \|- O3

 suppose input i is having value 00  then output signal O0 will go high and remaining other three lines O1 to O3 will be low.
  In same fashion if i is having value 2 then output O2 will be high and remaining other three lines will be low.