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    組合邏輯控制器和微程序控制器
    發(fā)布者:raodongqin  發(fā)布時間:2011-04-01 14:19:00  訪問次數:

     組合邏輯控制器和微程序控制器,兩種控制器各有長處和短處。組合邏輯控制器設計麻煩,結構復雜,一旦設計完成,就不能再修改或擴充,但它的速度快。微程序控制器設計方便,結構簡單,修改或擴充都方便,修改一條機器指令的功能,只需重編所對應的微程序;要增加一條機器指令,只需在控制存儲器中增加一段微程序,但是,它是通過執(zhí)行一段微程。具體對比如下:
    控制器模型
    組合邏輯控制器又稱硬布線控制器,由邏輯電路構成,完全靠硬件來實現指令的功能。
    組合邏輯控制器的設計步驟
      ①設計機器的指令系統(tǒng):規(guī)定指令的種類、指令的條數以及每一條指令的格式和功能。
     、诔醪降目傮w設計:如寄存器設置、總線安排、運算器設計、部件間的連接關系等。
      ③繪制指令流程圖:標出每一條指令在什么時間、什么部件進行何種操作。
     、芫幣挪僮鲿r間表:即根據指令流程圖分解各操作為微操作,按時間段列出機器應進行的微操作。
      ⑤列出微操作信號表達式,化簡,電路實現。
    組合邏輯控制器的基本組成
     。1)指令寄存器用來存放正在執(zhí)行的指令。指令分成兩部分:操作碼和地址碼。操作碼用來指示指令的操作性質,如加法、減法等;地址碼給出本條指令的操作數地址或形成操作數地址的有關信息(這時通過地址形成電路來形成操作數地址)。有一種指令稱為轉移指令,它用來改變指令的正常執(zhí)行順序,這種指令的地址碼部分給出的是要轉去執(zhí)行的指令的地址。
     。2)操作碼譯碼器用:來對指令的操作碼進行譯碼,產生相應的控制電平,完成分析指令的功能。
     。3)時序電路:用來產生時間標志信號。在微型計算機中,時間標志信號一般為三級:指令周期、總線周期和時鐘周期。微操作命令產生電路產生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產生的主要依據是時間標志和指
      
    控制器
    令的操作性質。該電路實際是各微操作控制信號表達式(如上面的A→L表達式)的電路實現,它是組合邏輯控制器中最為復雜的部分。(4)指令計數器:用來形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常,指令是順序執(zhí)行的,而指令在存儲器中是順序存放的。所以,一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過將現行地址加1形成,微操作命令“ 1”就用于這個目的。如果執(zhí)行的是轉移指令,則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉移到的地址。該地址就在本轉移指令的地址碼字段,因此將其直接送往指令計數器。
      微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點。
    微程序控制的基本思路
      微程序控制(簡稱微碼控制)的基本思路是:用微指令產生微操作命令,用若干條微指令組成一段微程序實現一條機器指令的功能(為了加以區(qū)別,將前面所講的指令稱為機器指令)。設機器指令M執(zhí)行時需要三個階段,每個階段需要發(fā)出如下命令:階段一發(fā)送K1、K8命令,階段二發(fā)送K0、K2、K3、K4命令,階段三發(fā)送K9命令。當將第一條微指令送到微指令寄存器時,微指令寄存器的K1和K8為1,即發(fā)出K1和K8命令,該微指令指出下一條微指令地址為00101,從中取出第二條微指令,送到微指令寄存器時將發(fā)出K0、K2、K3、K4命令,接下來是取第三條微指令,發(fā)K9命令。
    微程序控制器的組成
      (1)控制存儲器(contmlMemory)用來存放各機器指令對應的微程序。譯碼器用來形成機器指令對應的微程序的入口地址。當將一條機器指令對應的微程序的各條微指令逐條取出,并送到微指令寄存器時,其微操作命令也就按事先的設計發(fā)出,因而也就完成了一條機器指令的功能。對每一條機器指令都
      
    控制器
    是如此。(2)微指令的寬度直接決定了微程序控制器的寬度。為了簡化控制存儲器,可采取一些措施來縮短微指令的寬度。如采用字段譯碼法一級分段譯碼。顯然,微指令的控制字段將大大縮短。,一些要同時產生的微操作命令不能安排在同一個字段中。為了進一步縮短控制字段,還可以將字段譯碼設計成兩級或多級。

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