单周期处理器中所有指令的指令周期为一个时钟周期。下列关干单周期处理器的叙述中,错误的是( )。
A. 可以采用单总线结构数据通路
B. 处理器时钟频率较低
C. 在指令执行过程中控制信号不变
D. 每条指令的CPI为1
本题考察对CPU时钟周期的理解。
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时钟周期:又称节拍周期,是处理操作的最基本单位。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。时钟周期是一个时间的量。
单总线结构将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上,允许I/O设备之间、I/O设备与主存之间直接交换信息,但多个部件只能争用唯一的总线,且不支持并发传送操作,会造成总线冲突。单周期处理器不可以采用单总线结构数据通路。A错误。假设一条指令分为五段①IF取值②ID译码和取数③EX执行④M访存⑤WB,每段执行需要一个时钟周期,若要在一个时钟周期内完成该指令,则需要5条总线并行,单总线显然无法满足要求,若要在单总线上完成,则需要串行执行5个时钟周期。单周期处理器采用单总线结构数据通路,好比上班高峰交通要道限速又限流,直接造成交通堵塞。
因为要考虑比较慢的指令,所以处理器的时钟频率较低,B正确。
因为在一个时钟周通常为一个节拍脉冲,控制信号时控制单元 (CU) 根据指令操作码发出的信号,一个时钟周期内的控制信号不变,单周期处理器中所有指令的指令周期为一个时钟周期,在指令执行过程中控制信号不变。C正确。
因为单周期处理器即指所有指令的指令周期为一个时钟周期,所以每条指令的CPI为1。D正确。
本题选A。
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