計算機組成原理講義

1、5.6 硬布線控制器硬布線控制器：由門電路和觸發(fā)器構成的復雜樹形網(wǎng)絡，用以產(chǎn)生執(zhí)行指令的一系列微操作信號 組合邏輯線路指令譯碼器節(jié)拍電位/脈沖發(fā)生器微操作控制信號指令寄存器IR結果反饋信息M1MiT1TkI1ImC1CnB1Bj啟動/停止時鐘/復位邏輯網(wǎng)絡的輸入信號來源有三個：(1)來自指令操碼譯碼器的輸出Im；(2)來自執(zhí)行部件的反饋信息Bj；(3)來自時序產(chǎn)生器的時序信號，包括節(jié)拍電位信號M和節(jié)拍脈沖信號T。邏輯網(wǎng)絡N的輸出信號就是微操作控制信號，它用來對執(zhí)行部件進行控制硬布線控制器的基本原理：C=f(Im,Mi,Tk,Bj) 硬布線控制器的設計步驟(1) 根據(jù)CPU的結構，畫出指令操作流

2、程圖；(2) 編排指令操作時間表；即把指令操作流程圖中的微操作落實到不同的CPU周期和節(jié)拍中。 (3) 綜合、化簡微操作邏輯式，并畫出邏輯控制電路。例如：對引起一次主存讀操作的控制信號C3，當節(jié)拍電位M1=1，取指令時被激活；而節(jié)拍電位M4=1，三條指令LDA,ADD,AND取操作數(shù)時也被激活M1：取指令周期M4：取操作數(shù)周期LDA：傳送指令，(M) - A 指令ADD：加法指令，A + (M) - AAND：與操作指令， A (M) - AC3=M1+M4(LDA+ADD+AND)LDAR = M1T2+M2(ADD+STA)T2LDDR = M1T3+M3(ADD+STA)T3LDIR =

3、 M1T4RD = M1+M3ADDWE = M3STA其中M1、M2、M3是三個節(jié)拍電位信號；T3、T4為時鐘周期信號；ADD、STA、JMP是指令OP字段譯碼器的輸出信號在微程序控制器中，一個機器指令對應一個微程序，一個微指令周期則對應一個節(jié)拍電位時間，所以時序產(chǎn)生器只需產(chǎn)生節(jié)拍脈沖信號在用硬布線實現(xiàn)的操作控制器中，通常，時序產(chǎn)生器除了產(chǎn)生節(jié)拍脈沖信號外，還應當產(chǎn)生節(jié)拍電位信號。因為在一個指令周期中要順序執(zhí)行一系列微操作，需要設置若干節(jié)拍電位來定時 在微程序控制器中，微操作控制信號由微指令產(chǎn)生，并且可以重復使用。在硬布線控制器中，某一微操作控制信號由布爾代數(shù)表達式描述的輸出函數(shù)產(chǎn)生。硬布線與微程序控制器比較微程序控制器的特點：規(guī)整性：設計規(guī)整，設計效率高靈活性：易于修改、擴展指令系統(tǒng)功能；可維護性速度慢，執(zhí)行效率不高需要訪問控制存儲器用于速度要求不高、功能較復雜的機器中。硬布線控制器的特點：執(zhí)行速度快微程序控制器每條微