CPU sử dụng tín hiệu của BUS nào để thông báo cho vào ra biết cần cấp hay nhận dữ liệu?

Cấu trúc đường ống (Pipeline) là một kỹ thuật trong thiết kế bộ xử lý cho phép thực hiện đồng thời nhiều lệnh tại một thời điểm. Mỗi lệnh được chia thành nhiều giai đoạn, và các giai đoạn này được thực hiện song song trên các lệnh khác nhau. Ví dụ, trong khi lệnh thứ nhất đang ở giai đoạn giải mã, lệnh thứ hai có thể đang ở giai đoạn tìm nạp, và lệnh thứ ba có thể đang ở giai đoạn thực thi. Điều này giúp tăng hiệu năng của bộ xử lý so với việc thực hiện tuần tự từng lệnh.

Để đọc dữ liệu từ bộ nhớ, CPU cần thực hiện các bước sau:

1. Cấp địa chỉ: CPU đưa địa chỉ của ô nhớ cần đọc lên bus địa chỉ (address bus).
2. Cấp tín hiệu điều khiển chọn bộ nhớ: CPU kích hoạt tín hiệu điều khiển để chọn chip nhớ cụ thể mà nó muốn truy cập. Tín hiệu này thường là Chip Select (CS) hoặc Chip Enable (CE).
3. Cấp tín hiệu yêu cầu đọc bộ nhớ: CPU phát tín hiệu điều khiển đọc (Read - RD) để thông báo cho bộ nhớ rằng nó muốn đọc dữ liệu.
4. Nhận dữ liệu từ data bus vào: Bộ nhớ đưa dữ liệu từ ô nhớ được chỉ định lên bus dữ liệu (data bus), và CPU nhận dữ liệu này vào bên trong.

Vì vậy, đáp án A là chính xác nhất.

CPU thực hiện các bước sau để đọc dữ liệu từ thiết bị vào ra:

1. Cấp địa chỉ: CPU gửi địa chỉ của thiết bị vào ra mà nó muốn giao tiếp đến hệ thống địa chỉ (address bus).
2. Cấp tín hiệu điều khiển chọn vào ra: CPU kích hoạt các đường điều khiển thích hợp để chọn thiết bị vào ra cụ thể mà nó muốn giao tiếp.
3. Cấp tín hiệu yêu cầu đọc vào ra: CPU phát tín hiệu yêu cầu đọc (read) đến thiết bị vào ra.
4. Nhận dữ liệu từ data bus vào: Thiết bị vào ra đặt dữ liệu lên bus dữ liệu (data bus), và CPU đọc dữ liệu này từ bus vào thanh ghi của nó.

Do đó, đáp án A là chính xác nhất. Các đáp án khác có thể sai ở một số điểm, ví dụ như đáp án B nói "CPU nhận địa chỉ từ vào ra" là sai vì CPU là bên cấp địa chỉ. Đáp án C nói "nhận tín hiệu cho phép đọc từ vào ra" có thể gây nhầm lẫn, tín hiệu yêu cầu đọc chính xác hơn. Đáp án D sai ở chỗ CPU không cấp dữ liệu ra data bus trong quá trình đọc.

Để ghi dữ liệu ra vào ra (I/O), CPU cần thực hiện các bước sau:

1. Cấp địa chỉ: CPU gửi địa chỉ của thiết bị I/O mà nó muốn giao tiếp đến hệ thống.
2. Cấp tín hiệu điều khiển chọn vào ra: CPU kích hoạt một tín hiệu điều khiển để chọn thiết bị I/O cụ thể.
3. Cấp tín hiệu yêu cầu phép ghi vào ra: CPU gửi tín hiệu yêu cầu thao tác ghi dữ liệu.
4. Cấp dữ liệu ra data bus: CPU đặt dữ liệu cần ghi lên bus dữ liệu để thiết bị I/O nhận.

Do đó, đáp án C là chính xác nhất vì nó bao gồm tất cả các bước cần thiết để CPU ghi dữ liệu ra vào ra.

Khi CPU thực hiện các lệnh với dữ liệu nằm trên các thanh ghi bên trong, dữ liệu không cần phải truyền từ bộ nhớ ngoài vào hoặc ngược lại. Vì vậy, data bus sẽ không được sử dụng để truyền dữ liệu. Trong trường hợp này, data bus thường ở trạng thái trở kháng cao (high impedance), nghĩa là nó không tích cực kéo lên mức logic cao hay xuống mức logic thấp, mà 'treo' ở giữa. Điều này cho phép các thiết bị khác có thể sử dụng data bus mà không bị xung đột.