architecture - (Nand2tetris CPU)每个时钟周期发生(什么/多少)？

Question

基于Nand2tetris CPU，如下图，我想了解一下:

1. 每个时钟周期发生(什么/多少)？ (参见 IMG_1 和 IMG_2)

2. 作为问题 1 的后续问题，程序计数器何时应更改？

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请注意，我知道时钟是什么以及何时

IMG_1

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IMG_2

Answer 1

DFF 将在滴答阶段“锁定”输入。然后在tock阶段输出。

假设您有一条 A 指令。在滴答阶段，A 寄存器锁存指令中的值。但旧的 A 寄存器值仍然是输出。在tock阶段，A寄存器最终输出新值。您可以在硬件模拟器中验证这一点。

我们需要滴答声的原因是电路反馈。

假设你想做 A=A+D。并且您已经有了 A 和 D 值。时钟上没有滴答声:

• A寄存器值冲入ALU
• D 寄存器值的作用相同
• ALU 输出返回到 A 寄存器
• 我们再次从顶部开始使用新的 A 值...

...直到我们决定读取该值。因此，您无法确定 add ALU 指令将执行多少次。

但是对于滴答时钟，在滴答阶段，A 值离开 A 寄存器并进入 ALU，然后 ALU 值返回到 A 寄存器。但只有在“tock”时，A 寄存器才开始输出这个新值。因此，您可以使用时钟的滴答声来确定 CPU 的状态。

程序计数器也是 DFF。因此，在刻度中它将锁定一个新值(增量或跳转到的位置)。并且只有在 tock 中才会将其输出到 ROM。

我必须使用 YouTube 教程和电子产品堆栈溢出的一些答案来研究触发器，才能理解这一切。