[計算機硬件及網絡]計算機組成原理控制器(已修改)
2025-01-31 10:25 本頁面
【正文】 第六章 控制器 ? 控制器功能及組成 ? 指令執(zhí)行過程及時序控制方式 ? 硬布線控制器的設計 ? 微程序控制器及設計技術 控制器功能 ? 控制器的作用就是控制計算機完成用戶提出的任務：處理信息、處理異常情況。 問題：如何接受任務請求？ 如何理解任務內容？ 如何控制計算機完成任務？ 控制器基本組成（數(shù)據(jù)通路） 控 制 信 號+ 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 路運 算 器…控制器問題：如何知道一個時間從存儲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 當程序已在存儲器中時，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。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：是對當前取得的指令進行分析，指出它要求作什么操作，并產生相應的操作控制命令，如果參與操作的數(shù)據(jù)在存儲器中，還需要形成操作數(shù)地址 3. 執(zhí)行指令 功能：根據(jù)分析指令時產生的 “ 操作命令 ” 和“ 操作數(shù)地址 ” 形成相應的操作控制信號序列，通過 CPU及輸入輸出設備的執(zhí)行，實現(xiàn)每條指令的功能，其中還包括對運算結果的處理以及下條指令地址的形成。 計算機不斷重復順序執(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)，直到遇到停機指令或外來的干預為止。 組合邏輯控制器的時序關系 ?指令周期：是指取出并執(zhí)行一條指令所需的時間，由若干個 CPU周期組成，每個 CPU周期由若干時鐘周期組成。 控制器時序工作方式 ? 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（時序）長短相等。 ? 異步控制方式： 不同的操作對應的時序長短不同。 ? 聯(lián)合控制方式： 同步與異步的結合。 指令的執(zhí)行過程 ? 典型程序的執(zhí)行過程 ： 020 CLA 非訪內指令 021 ADD 30 直接訪內指令 022 STA 40 023 NOP 024 JMP 21 030 000 006 031 000 040 數(shù)據(jù) 040 存和單元 控制信號產生電路的設計： 控制信號產生電路原理圖 控 制 信 號 產 生 電 路時 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 序 控 制 信 號R D系 統(tǒng) 總 線 控 制 信 號W RS B A RP C S B D R S BS B I RP C + 10 A CC P U 內 部
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