【正文】 送至 MAR的操作，記作 (PC)→MAR ；167。 ③ 存儲器通過數(shù)據(jù)總線將 MAR所指單元的內(nèi)容（指令）送至 MDR，記作 (MAR)→MDR ； 167。至此，指令被從主存中取出，其操作碼字段開始控制 CU。 ⑤ 使 PC內(nèi)容加 1，記作 (PC)+1→PC 。 ⑵ 取數(shù)周期 取數(shù)周期要完成取操作數(shù)的任務，被加數(shù)在主存中，加數(shù)已放在寄存器 R1中。 ① R0out和 MARin有效，完成將被加數(shù)地址送至 MAR的操作，記作 (R0)→MAR ；167。 ③ 存儲器通過數(shù)據(jù)總線將 MAR所指單元的內(nèi)容（數(shù)據(jù)）送至 MDR，同時 MDRout和 Yin有效，記作M(MAR)→MDR→Y ；167。 執(zhí)行周期完成加法運算的任務，并將結果寫回主存。 ① R1out和 ALUin有效，同時 CU向 ALU發(fā) “ ADD” 控制信號，使 R1的內(nèi)容和 Y的內(nèi)容相加，結果送寄存器 Z，記作 (R1)+Y→Z ；167。167。第五章 控制方式與控制器167。 這是一條條件轉移指令，若上次運算結果有進位（ C=1），就轉移；若上次運算結果無進位（ C=0），就順序執(zhí)行下一條指令。相應的微操作序列如下：167。 與上條指令的微操作序列完全相同。 ⑵ 執(zhí)行周期167。167。 ② Ad IRout和 ALUin有效，同時 CU向 ALU發(fā) “ ADD” 控制信號，使 IR寄存器中的地址碼字段 A和 Y的內(nèi)容相加，結果送寄存器 Z，記作 Ad(IR)+Y→Z ；167。第五章 控制方式與控制器 控制器的分類167。根據(jù)產(chǎn)生微操作信號方式的不同， 控制器可分為組合邏輯控制器、微程序控制控制器、 PLA控制器三種。 組合邏輯控制器167。這種分法是分立元件時代的產(chǎn)物，以使用最少器件數(shù)和取得最高操作速度為設計目標。 組合邏輯控制器的 最大優(yōu)點 是速度快，但是微操作信號發(fā)生器結構不規(guī)整，使得設計、調(diào)試、維修較為困難，難以實現(xiàn)設計自動化。因此，它受到微程序控制器的強烈沖擊，僅有一些巨型機和 RISC機為了追求高速度仍采用組合邏輯控制器。 微程序控制控制器167。167。它具有設計規(guī)整，調(diào)試、維修以及更改、擴充指令方便的優(yōu)點，易于實現(xiàn)自動化設計，已稱為當前控制器的主流。167。 PLA控制器是吸收前兩種控制方式而實現(xiàn)的。167。 時序系統(tǒng)167。167。 指令周期 是指從取指令、分析指令到執(zhí)行完該指令所需的全部時間。167。一般機器的 CPU周期有取指周期、取數(shù)周期、存數(shù)周期、執(zhí)行周期、中斷周期等。 指令周期＝ i 機器周期第五章 控制方式與控制器 控制器的時序系統(tǒng)與控制方式167。167。 在一個機器周期內(nèi)，要完成的若干個微操作可以同時執(zhí)行，有的則需要按先后次序串行執(zhí)行。167。167。 圖 、節(jié)拍、工作脈沖三級時序系統(tǒng)。在機器周期間、節(jié)拍電位間、工作脈沖間既不允許有重疊交叉，也不允許有空隙，應該是一個接一個的準確連接。 第五章 控制方式與控制器圖 三級時序系統(tǒng)第五章 控制方式與控制器167。 (1）同步控制方式167。由于不同的指令，操作時間長短不一致，同步控制方式應以最復雜指令的操作時間作為統(tǒng)一的時間間隔標準。167。 異步控制方式用的是可變時序控制方式。各操作之間的銜接是由 “ 結束－起始 ” 信號來實現(xiàn)的。167。 現(xiàn)代計算機中全采用同步或異步的控制方式比較少見，多數(shù)采用同 /異步混合控制方式。第五章 控制方式與控制器 組合控制邏輯167。 為了容易理解控制器的設計，假設一臺模型機，有：傳輸指令 MOV，算術運算指令 ADD，邏輯右移指令 SHR，無條件轉移指令JMP，存數(shù)指令 ST。 167。 尋址方式有 ：寄存器尋址，寄存器間接尋址，直接尋址，立即數(shù)尋址。 指令編碼及功能見表 5－ 1：第五章 控制方式與控制器指令編碼及功能見表 5－ 1：167。167。167。 d7=1時，指令為單字節(jié)指令；否則指令為雙字節(jié)指令。 （ 4）表中 Ri， Rj表示寄存器，占 2個二進制位，且互不相同。 模型機的數(shù)據(jù)通路如圖 。指令部件、算術邏輯部件、通用寄存器組等 CPU組織都接在 CPU內(nèi)部總線上，主存儲器 MM、 I/O接口都接在系統(tǒng)總線上。第五章 控制方式與控制器167。指令寄存器 IR由兩個 8位寄存器 IRH和 IRL組成，如果是單字節(jié)指令則僅存在 IRH中。167。第五章 控制方式與控制器 模型機的時序系統(tǒng)167。每個機器周期內(nèi)可以完成一次主存的讀、寫操作。取指周期完成的是公操作，每個指令都要經(jīng)過這個周期。而其它指令可直接進入執(zhí)行周期，而不需要先進入分析周期。各周期觸發(fā)器如圖 。 畫出指令流程圖167。另一種擬定指令流程的方法是以機器周期為出發(fā)點，按機器周期擬定各條指令在本周期內(nèi)的操作流程。 列出微操作時間表167。微操作時間表可以形象地表示出：什么時間、根據(jù)什么條件發(fā)出哪些微操作信號。 進行微操作信號的綜合167。167。 根據(jù)整理并化簡的邏輯表達式組，可以用一系列組合邏輯電路加以實現(xiàn)，并根據(jù)邏輯表達式畫出邏輯電路圖，用邏輯門電路的組合來實現(xiàn)之，也可以直接根據(jù)邏輯表達式，用 PLA電路實現(xiàn)。 指令流程圖167。 取指周期的過程描述如下：167。 （ 2）將指令地址送往系統(tǒng)地址總線167。 （ 4）從系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上取出指令送指令寄存器 167。 接著將指令 分為兩個類型分別介紹 ，單字節(jié)指令和雙字節(jié)指令。 單字節(jié)指令的標志是 IRH7=0。 在 ADD指令、 SHR指令和第一條 MOV指令中，由于源操作數(shù)和目的操作數(shù)都在寄存器中，所以不需要訪問內(nèi)存，故流程較簡單。167。 無條件轉移指令（ JMP）需要將指令兩個字節(jié)內(nèi)容讀入 CPU，以便獲得轉移地址，然后將這個地址送往 PC即可。取數(shù)指令（ LD）是將立即數(shù)讀入寄存器中，而立即數(shù)的值就是指令第二個字節(jié)的內(nèi)容。 指令的微操作時間表167。 （ 書 上 P80）第五章 控制方式與控制器167。 在畫出全部指令的流程圖和微操作時間表之后，即可對它們進行綜合分析、歸類。 節(jié)拍 操作碼 下面根據(jù)微操作時間表可以列出模型機的部分微操作信號的邏輯式，并進行適當?shù)暮喕? 167。167。167。對全部指令的操作時間表進行綜合、分析，求出各個相同的微操作產(chǎn)生條件的邏輯表達式，即可畫出操作完整的控制線路。 微程序控制的基本概念167。167。 微程序設計的概念和原理是由 ，一條機