[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]計(jì)算機(jī)組成原理控制器(已修改)
2025-01-31 10:25 本頁(yè)面
【正文】 第六章 控制器 ? 控制器功能及組成 ? 指令執(zhí)行過(guò)程及時(shí)序控制方式 ? 硬布線(xiàn)控制器的設(shè)計(jì) ? 微程序控制器及設(shè)計(jì)技術(shù) 控制器功能 ? 控制器的作用就是控制計(jì)算機(jī)完成用戶(hù)提出的任務(wù)：處理信息、處理異常情況。 問(wèn)題：如何接受任務(wù)請(qǐng)求？ 如何理解任務(wù)內(nèi)容？ 如何控制計(jì)算機(jī)完成任務(wù)？ 控制器基本組成（數(shù)據(jù)通路） 控 制 信 號(hào)+ 1A L UG RM D RP CP S W RM A RI RI DC U…主存I / O脈 沖 源 /啟 停 線(xiàn) 路運(yùn) 算 器…控制器問(wèn)題：如何知道一個(gè)時(shí)間從存儲(chǔ)器中取出的是指令還是數(shù)據(jù)？ 圖中每條數(shù)據(jù)通路的作用？ 1. 取指令 當(dāng)程序已在存儲(chǔ)器中時(shí)，首先根據(jù)程序入口取出第一條指令，為此要發(fā)出指令地址及控制信號(hào)。然后不斷取出第 2， 3， … 條指令。 2. 分析指令 或叫解釋指令、指令譯碼等。 功能：是對(duì)當(dāng)前取得的指令進(jìn)行分析，指出它要求作什么操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制命令，如果參與操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中，還需要形成操作數(shù)地址 3. 執(zhí)行指令 功能：根據(jù)分析指令時(shí)產(chǎn)生的 “ 操作命令 ” 和“ 操作數(shù)地址 ” 形成相應(yīng)的操作控制信號(hào)序列，通過(guò) CPU及輸入輸出設(shè)備的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)每條指令的功能，其中還包括對(duì)運(yùn)算結(jié)果的處理以及下條指令地址的形成。 計(jì)算機(jī)不斷重復(fù)順序執(zhí)行上述三種基本操作：取指、分析、執(zhí)行；再取指、再分析、再執(zhí)行 …… ，如此循環(huán)，直到遇到停機(jī)指令或外來(lái)的干預(yù)為止。 組合邏輯控制器的時(shí)序關(guān)系 ?指令周期：是指取出并執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間，由若干個(gè) CPU周期組成，每個(gè) CPU周期由若干時(shí)鐘周期組成。 控制器時(shí)序工作方式 ? 同步控制方式： 同步控制方式中不同操作的周期、節(jié)拍、脈沖（時(shí)序）長(zhǎng)短相等。 ? 異步控制方式： 不同的操作對(duì)應(yīng)的時(shí)序長(zhǎng)短不同。 ? 聯(lián)合控制方式： 同步與異步的結(jié)合。 指令的執(zhí)行過(guò)程 ? 典型程序的執(zhí)行過(guò)程 ： 020 CLA 非訪(fǎng)內(nèi)指令 021 ADD 30 直接訪(fǎng)內(nèi)指令 022 STA 40 023 NOP 024 JMP 21 030 000 006 031 000 040 數(shù)據(jù) 040 存和單元 控制信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)： 控制信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖 控 制 信 號(hào) 產(chǎn) 生 電 路時(shí) 序 部 件操 作 碼 尋 址 方 式譯 碼 器 譯 碼 器P S WO N Z C1 F I CT 0 T 3… … … …… …… … … …I R… …F I C1 F D C1 E X E CC L R時(shí) 序 控 制 信 號(hào)R D系 統(tǒng) 總 線(xiàn) 控 制 信 號(hào)W RS B A RP C S B D R S BS B I RP C + 10 A CC P U 內(nèi) 部
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