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一台模型机共有7条指令,主频25 MHz,各指令的使用频度与CPI如表3—1所列,该机有8位和16位两种指令字长,采用2—4扩展操作码。8位字长指令为寄存器一寄存器(R—R)二地址类型,16位字长指令为寄存器一存储器(R—M)二地址变址类型(地址码范围在-
一台模型机共有7条指令,主频25 MHz,各指令的使用频度与CPI如表3—1所列,该机有8位和16位两种指令字长,采用2—4扩展操作码。8位字长指令为寄存器一寄存器(R—R)二地址类型,16位字长指令为寄存器一存储器(R—M)二地址变址类型(地址码范围在-
admin
2013-12-31
94
问题
一台模型机共有7条指令,主频25 MHz,各指令的使用频度与CPI如表3—1所列,该机有8位和16位两种指令字长,采用2—4扩展操作码。8位字长指令为寄存器一寄存器(R—R)二地址类型,16位字长指令为寄存器一存储器(R—M)二地址变址类型(地址码范围在-128~127之间)。
(1)计算该机的MIPS速率;
(2)计算操作码的平均码长;
(3)设计该机的两种指令格式,标出各字段位数并给出操作码编码;
(4)该机允许使用多少个可编址的通用寄存器,多少个变址寄存器;
(5)如何计算存储器有效地址。
选项
答案
(1)根据各条指令的CPI,求出平均CPI。 平均CPI=0.35×1+0.25×2+0.20×2+0.10×2+0.05×1+0.03×2+0.01×2=1.6 速率=主频/平均CPI=25 MHz/1.6=15.6 MIPS (2)操作码的平均长度=2×(0.35+0.25+0.2)+4×(0.10+0.05+0.03+0.02)=2.4位 (3)该机的指令格式如下图3—6所示。 [*] 7条指令的操作码分别为 11:00 12:01 13:10 14:1100 15:1101 16:1110 17:1111 (4)根据指令格式,8位R—R型指令,操作码占2位,两个通用寄存器编号字段各占3位,允许8个通用寄存器。1 6位R—M型指令,操作码占4位,地址码字段占8位,一个通用寄存器编号字段占3位,变址寄存器编号仅1位,允许2个变址寄存器。 (5)存储器有效地址EA=(X)+A,有效地址的位数取决于变址寄存器的长度。
解析
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