第8周大課 控制器

1、6.1計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理指令級(jí)并行技術(shù)指令級(jí)并行技術(shù)6.2計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理控制器概述控制器概述硬布線控制器硬布線控制器微程序控制器微程序控制器 6.3計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理掌握控制器的工作原理掌握控制器的工作原理熟悉硬布線控制器和微程序控制器的機(jī)理熟悉硬布線控制器和微程序控制器的機(jī)理6.4計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 CU的功能是，通過(guò)對(duì)指令的分析（譯碼），按照一的功能是，通過(guò)對(duì)指令的分析（譯碼），按照一定的時(shí)序，根據(jù)當(dāng)前處理器的狀態(tài)（標(biāo)志），向計(jì)算機(jī)定的時(shí)序，根據(jù)當(dāng)前處理器的狀

2、態(tài)（標(biāo)志），向計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件（包括控制器本身）發(fā)出控制命令的各個(gè)部件（包括控制器本身）發(fā)出控制命令/信號(hào)（即信號(hào)（即微命令微命令），部件接受微命令后進(jìn)行的操作叫做），部件接受微命令后進(jìn)行的操作叫做微操作微操作。 為了對(duì)微操作進(jìn)行時(shí)序控制，處理器用時(shí)鐘信號(hào)為了對(duì)微操作進(jìn)行時(shí)序控制，處理器用時(shí)鐘信號(hào)CLK來(lái)控制每一個(gè)微命令的產(chǎn)生。來(lái)控制每一個(gè)微命令的產(chǎn)生。 6.5計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成PCC1時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)(Clock, CLK) 控制信號(hào)產(chǎn)生器控制信號(hào)產(chǎn)生器CSG(Control Signal Ge

3、nerator)S0指令譯碼器指令譯碼器IDOPADID指令寄存器指令寄存器IRFR標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FR程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PCS1SnC2 C3控制信號(hào)控制信號(hào) 6.6計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 處理器每取出并執(zhí)行一條指令所需的全部時(shí)間叫處理器每取出并執(zhí)行一條指令所需的全部時(shí)間叫指令周期指令周期。 在一個(gè)指令周期內(nèi)，處理器要完成的操作有在一個(gè)指令周期內(nèi)，處理器要完成的操作有“取指取指”和和“執(zhí)行執(zhí)行”。“取指取指”是將一條指令從主存取入到處是將一條指令從主存取入到處理器中，理器中，“執(zhí)行執(zhí)行”是對(duì)指

4、令進(jìn)行譯碼并完成其指定的操是對(duì)指令進(jìn)行譯碼并完成其指定的操作。作。 這兩個(gè)操作是有嚴(yán)格的時(shí)間順序的，即先這兩個(gè)操作是有嚴(yán)格的時(shí)間順序的，即先“取指取指”后后“執(zhí)行執(zhí)行”。 （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.7計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成例如，例如，“取指取指”階段，需要發(fā)出的微命令有：階段，需要發(fā)出的微命令有： 1. MAR (PC)2. R13. PC (PC)+1 4. MDRM(MAR) 5. IR(MDR) 6. CUOP(IR) （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.8計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)

5、組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 以加法指令以加法指令A(yù)DD M（注：（注：源操作數(shù)在主存中，另源操作數(shù)在主存中，另一個(gè)一個(gè)操作數(shù)隱含存放在累加器操作數(shù)隱含存放在累加器AC中，相加結(jié)果仍存回中，相加結(jié)果仍存回AC）為例）為例，“執(zhí)行執(zhí)行”階段，需要發(fā)出的微命令有：階段，需要發(fā)出的微命令有： 1. MARAD (IR)2. R13. MDRM(MAR) 4. AC(MDR)+(AC) （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.9計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理6.10計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器

6、的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 不同指令的解釋時(shí)間不盡相同。為了簡(jiǎn)化控制，它們不同指令的解釋時(shí)間不盡相同。為了簡(jiǎn)化控制，它們一般都是被設(shè)計(jì)成節(jié)拍的某個(gè)整數(shù)倍一般都是被設(shè)計(jì)成節(jié)拍的某個(gè)整數(shù)倍基準(zhǔn)周期，這個(gè)基基準(zhǔn)周期，這個(gè)基準(zhǔn)周期稱為機(jī)器周期（或準(zhǔn)周期稱為機(jī)器周期（或CPU周期），它的長(zhǎng)短取決于指周期），它的長(zhǎng)短取決于指令的基本操作和器件的工作速度。令的基本操作和器件的工作速度。 整數(shù)倍數(shù)可以是整數(shù)倍數(shù)可以是1倍也可以是多倍。倍也可以是多倍。1倍時(shí)，稱為單機(jī)倍時(shí)，稱為單機(jī)器周期（簡(jiǎn)稱器周期（簡(jiǎn)稱“單周期單周期”）處理器。多倍時(shí)，稱為多機(jī)器周）處理器。多倍時(shí)，稱為多機(jī)器周期（簡(jiǎn)稱期（簡(jiǎn)

7、稱“多周期多周期”）處理器。）處理器。 （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.11計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 “單周期單周期”處理器中，所有指令的指令周期都是相同的處理器中，所有指令的指令周期都是相同的，等于一個(gè)機(jī)器周期。指令周期的大小，取決于指令集中最，等于一個(gè)機(jī)器周期。指令周期的大小，取決于指令集中最復(fù)雜指令的執(zhí)行時(shí)間。例如指令周期為復(fù)雜指令的執(zhí)行時(shí)間。例如指令周期為9或或10個(gè)節(jié)拍。個(gè)節(jié)拍。 由于單周期處理器的效率很低，大多數(shù)處理器采用由于單周期處理器的效率很低，大多數(shù)處理器采用“多周期多周期”。

8、最簡(jiǎn)單的多周期就是兩周期，即把。最簡(jiǎn)單的多周期就是兩周期，即把“取指取指”所花所花的時(shí)間稱為的時(shí)間稱為“取指周期取指周期”，“執(zhí)行執(zhí)行”所花的時(shí)間稱為所花的時(shí)間稱為“執(zhí)行執(zhí)行周期周期”。取指周期和執(zhí)行周期是等長(zhǎng)。取指周期和執(zhí)行周期是等長(zhǎng)。 （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.12計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 在多周期處理器中，機(jī)器周期就變成了所有指令執(zhí)行在多周期處理器中，機(jī)器周期就變成了所有指令執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間。那么，它的長(zhǎng)度（即包含的節(jié)拍數(shù)過(guò)程中的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間。那么，它的長(zhǎng)度（即包含的節(jié)拍數(shù)）

9、應(yīng)取多少呢？）應(yīng)取多少呢？ （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng) 為了保證在一個(gè)機(jī)器周期至少能夠完成一個(gè)指令的基為了保證在一個(gè)機(jī)器周期至少能夠完成一個(gè)指令的基本操作，一般選取處理器訪問(wèn)一次主存的時(shí)間（也稱總線周本操作，一般選取處理器訪問(wèn)一次主存的時(shí)間（也稱總線周期）作為機(jī)器周期。期）作為機(jī)器周期。 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、同步總線的總線周期包含一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、同步總線的總線周期包含4個(gè)節(jié)拍。個(gè)節(jié)拍。6.13計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 不同指令的功能不同，其指令周期也是不盡相同的。不同指令的功能不同，其指令周期也是不盡相同

10、的。例如，例如，JUMP指令和指令和NOP指令就沒(méi)有執(zhí)行周期。指令就沒(méi)有執(zhí)行周期。 （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng) 另外，采用間接尋址的指令，在取指周期之后，還有一另外，采用間接尋址的指令，在取指周期之后，還有一個(gè)訪問(wèn)主存，讀取操作數(shù)地址的周期個(gè)訪問(wèn)主存，讀取操作數(shù)地址的周期間址周期間址周期。 如果在指令執(zhí)行的末尾，處理器檢測(cè)到中斷請(qǐng)求信號(hào)，如果在指令執(zhí)行的末尾，處理器檢測(cè)到中斷請(qǐng)求信號(hào)，且當(dāng)時(shí)處理器處于允許中斷的狀態(tài)，則處理器將在執(zhí)行周期且當(dāng)時(shí)處理器處于允許中斷的狀態(tài)，則處理器將在執(zhí)行周期結(jié)束后進(jìn)入結(jié)束后進(jìn)入中斷周期中斷周期。6.14計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制

11、器概述 （一）控制器的功能和基本組成（一）控制器的功能和基本組成 多周期處理器的多周期處理器的CU中應(yīng)設(shè)置中應(yīng)設(shè)置“指令執(zhí)行階段的標(biāo)記指令執(zhí)行階段的標(biāo)記” ，如，如 “FE”、“IND”、“EXE”和和“INT”分別是分別是“取取指周期指周期”、“間址周期間址周期”、“執(zhí)行周期執(zhí)行周期”和和“中斷周期中斷周期”的的狀態(tài)標(biāo)志。一個(gè)時(shí)刻，這些標(biāo)志只能有一個(gè)為狀態(tài)標(biāo)志。一個(gè)時(shí)刻，這些標(biāo)志只能有一個(gè)為“1”。 （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)1FE1IND1EX1INTFEDINDDINTDCLKEXD6.15計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 1 控制器概述控制器概述 （一）控制器的功能和基本組成

12、（一）控制器的功能和基本組成“間址周期間址周期”需要發(fā)出的微命令有：需要發(fā)出的微命令有： 1. MAR AD(IR)2. R13. MDRM(MAR) 4. MAR(MDR) （二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)（二）三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)6.16計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理“中斷周期中斷周期” 需要發(fā)出的微命令有：需要發(fā)出的微命令有： 1. MDR (PC) /保存斷點(diǎn)保存斷點(diǎn)PC中的值中的值2. MAR(SP)3. SP (SP)+1 /到到“向上增長(zhǎng)的空堆棧向上增長(zhǎng)的空堆棧”中中4. W 1 5. M(MAR) MDR6. MDR (PSW) /保存程序狀態(tài)寄存器的值保存程序狀態(tài)寄存器的值7. MAR(SP)8.

13、SP (SP)+1 9. W 1 10. M(MAR) MDR11. EINT0 /關(guān)中斷關(guān)中斷12. PC 中斷向量地址中斷向量地址 6.17計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理 總之，一個(gè)機(jī)器周期包含了若干個(gè)節(jié)拍。在每一個(gè)節(jié)總之，一個(gè)機(jī)器周期包含了若干個(gè)節(jié)拍。在每一個(gè)節(jié)拍內(nèi)，處理器可以同時(shí)執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)的微操作。拍內(nèi)，處理器可以同時(shí)執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)的微操作。 指令周期、機(jī)器周期和節(jié)拍構(gòu)成了控制器的三級(jí)時(shí)序指令周期、機(jī)器周期和節(jié)拍構(gòu)成了控制器的三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)系統(tǒng)。6.18計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理控制器中控制器中“控制信號(hào)發(fā)生器控制信號(hào)發(fā)生器”的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：n基于組合邏輯的硬聯(lián)控

14、制基于組合邏輯的硬聯(lián)控制/硬布線控制硬布線控制 ( Hardwired Control)n基于存儲(chǔ)邏輯的微程序控制基于存儲(chǔ)邏輯的微程序控制 ( Microprogrammed Control )硬布線控制器硬布線控制器微程序控制器微程序控制器6.19計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 2 硬布線控制器硬布線控制器設(shè)計(jì)產(chǎn)生控制信號(hào)的組合邏輯電路的步驟是：設(shè)計(jì)產(chǎn)生控制信號(hào)的組合邏輯電路的步驟是：（1）寫(xiě)出指令周期中每個(gè)節(jié)拍內(nèi)的應(yīng)發(fā)出的微操作；）寫(xiě)出指令周期中每個(gè)節(jié)拍內(nèi)的應(yīng)發(fā)出的微操作；（2）列出所有控制信號(hào)的操作時(shí)間表；）列出所有控制信號(hào)的操作時(shí)間表；（3）根據(jù)時(shí)間表，寫(xiě)出每個(gè)控制信號(hào)的邏輯表達(dá)式；

15、）根據(jù)時(shí)間表，寫(xiě)出每個(gè)控制信號(hào)的邏輯表達(dá)式；（4）根據(jù)邏輯表達(dá)式，設(shè)計(jì)組合邏輯電路。）根據(jù)邏輯表達(dá)式，設(shè)計(jì)組合邏輯電路。6.20計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理設(shè)計(jì)產(chǎn)生控制信號(hào)的組合邏輯電路的步驟是：設(shè)計(jì)產(chǎn)生控制信號(hào)的組合邏輯電路的步驟是：（1）寫(xiě)出指令周期中每個(gè)節(jié)拍內(nèi)的應(yīng)發(fā)出的微操作；）寫(xiě)出指令周期中每個(gè)節(jié)拍內(nèi)的應(yīng)發(fā)出的微操作； 安排控制信號(hào)，首先要嚴(yán)格遵循解釋一條指令所要發(fā)安排控制信號(hào)，首先要嚴(yán)格遵循解釋一條指令所要發(fā)出的出的/控制信號(hào)的先后順序；控制信號(hào)的先后順序； 其次，對(duì)于控制部件不同的控制信號(hào)，應(yīng)安排在一個(gè)其次，對(duì)于控制部件不同的控制信號(hào)，應(yīng)安排在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)發(fā)出，以縮短時(shí)間；節(jié)拍內(nèi)發(fā)出

16、，以縮短時(shí)間； 最后，對(duì)于一些占用時(shí)間短的微操作，其控制信號(hào)可最后，對(duì)于一些占用時(shí)間短的微操作，其控制信號(hào)可以在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)，按照規(guī)定的先后順序，依次發(fā)出。以在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)，按照規(guī)定的先后順序，依次發(fā)出。4. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.21計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理1）取指周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排）取指周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：MAR (PC)，R1C2：MDRM(MAR)C3：PC (PC)+1C4：IR(MDR)，CUOP(IR) 2）算術(shù)左移指令）算術(shù)左移指令“SHL”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：C2：C3：C4：ACR(AC)，AC0AC04. 2 硬

17、布線控制器硬布線控制器6.22計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理3）取數(shù)指令）取數(shù)指令“LDA M”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：MARAD(IR)，R1C2：MDRM(MAR)C3：C4：AC (MDR) 4）存數(shù)指令）存數(shù)指令“STA M”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：MARAD(IR) C2：MDRAC，W1 C3：C4：M(MAR) MDR4. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.23計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理5）無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令）無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令“JMP X”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：MARAD(IR)，R1

18、C2：MDRM(MAR)C3：C4：PC (MDR) 6）為零轉(zhuǎn)移指令）為零轉(zhuǎn)移指令“JZ X”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：C2：C3：C4：PCZFAD(IR)+ ZF(PC) 4. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.24計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理7）加法指令）加法指令“ADD M”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：MARAD(IR)，R1C2：MDRM(MAR)C3：C4：AC (AC) + (MDR) 8）求補(bǔ)）求補(bǔ)/取反指令取反指令“COM”執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排執(zhí)行周期的控制信號(hào)節(jié)拍安排C1：C2：C3：C4：ACAC 4.

19、2 硬布線控制器硬布線控制器6.25計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理列出控制信號(hào)的操作時(shí)間表。表中，列出控制信號(hào)的操作時(shí)間表。表中，“1”表示發(fā)出控表示發(fā)出控制信號(hào)，制信號(hào)，“0”（省略填寫(xiě)）（省略填寫(xiě)） 表示不發(fā)出控制信號(hào)。表示不發(fā)出控制信號(hào)。周期周期標(biāo)志標(biāo)志節(jié)節(jié)拍拍控制信號(hào)控制信號(hào)SHLLDA MSTA MFE取指取指C1MAR (PC)111R1111C2MDRM(MAR)111C3PC (PC)+1111C4IR(MDR) 111CUOP(IR)1114. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.26計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理周期標(biāo)志周期標(biāo)志節(jié)拍節(jié)拍控制信號(hào)控制信號(hào)SHLLDA MSTA MEX

20、E執(zhí)行執(zhí)行C1MARAD(IR) 1R11C2MDRM(MAR)1MDRAC1W11C3C4ACR(AC)1AC0AC01AC (MDR)1M(MAR) MDR14. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.27計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理根據(jù)時(shí)間表，寫(xiě)出每個(gè)控制信號(hào)的邏輯表達(dá)式根據(jù)時(shí)間表，寫(xiě)出每個(gè)控制信號(hào)的邏輯表達(dá)式例如，例如，“MDRM(MAR)”的邏輯表達(dá)式為：的邏輯表達(dá)式為：FE C2(SHL+LDA M+ STA M+ JMP X +JZ X +COM)+ EXEC2(LDA M)= FE C2+ EXEC2(LDA M)= C2FE + EXE(LDA M)其中，其中，SHL、LDA M、

21、STA M、JMP X、JZ X和和COM均均為指令譯碼器的輸出信號(hào)。為指令譯碼器的輸出信號(hào)。4. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.28計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理 根據(jù)邏輯表達(dá)式，畫(huà)出所有控制信號(hào)的組合邏輯電路根據(jù)邏輯表達(dá)式，畫(huà)出所有控制信號(hào)的組合邏輯電路圖。例如下圖就是圖。例如下圖就是“MDRM(MAR)”的邏輯電路圖。的邏輯電路圖。&FE C2 EXE &LDA M &1MDRM(MAR) 4. 2 硬布線控制器硬布線控制器6.29計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理4. 3 微程序控制器微程序控制器 在硬聯(lián)控制中，不同的控制信號(hào)用不同的組合邏輯在硬聯(lián)控制中，不同的控制信

22、號(hào)用不同的組合邏輯電路來(lái)實(shí)時(shí)地生成。這種方法設(shè)計(jì)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)成本高。電路來(lái)實(shí)時(shí)地生成。這種方法設(shè)計(jì)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)成本高。 既然每條指令需要發(fā)出的控制信號(hào)都是固定的，而既然每條指令需要發(fā)出的控制信號(hào)都是固定的，而且已經(jīng)被分析出來(lái)、順序安排在每個(gè)節(jié)拍中，那么把這且已經(jīng)被分析出來(lái)、順序安排在每個(gè)節(jié)拍中，那么把這些信息存儲(chǔ)起來(lái)，在解釋指令時(shí)調(diào)出來(lái)，直接發(fā)出控制些信息存儲(chǔ)起來(lái)，在解釋指令時(shí)調(diào)出來(lái)，直接發(fā)出控制信號(hào)不就可以了嗎？信號(hào)不就可以了嗎？ 的確可以，這種被稱為的確可以，這種被稱為“微程序控制微程序控制”的方法，在的方法，在1951年就被英國(guó)劍橋大學(xué)的計(jì)算機(jī)教授年就被英國(guó)劍橋大學(xué)的計(jì)算機(jī)教授Wilkes提

23、出來(lái)了（提出來(lái)了（所以所以“微程序控制微程序控制”也稱也稱“Wilkes模型模型”） 。6.30計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理微程序控制器的設(shè)計(jì)原理是：微程序控制器的設(shè)計(jì)原理是：1.依據(jù)指令的執(zhí)行步驟中，每一個(gè)節(jié)拍需要發(fā)出的控依據(jù)指令的執(zhí)行步驟中，每一個(gè)節(jié)拍需要發(fā)出的控制信號(hào)，編制微指令。一個(gè)節(jié)拍對(duì)應(yīng)一條微指令。制信號(hào)，編制微指令。一個(gè)節(jié)拍對(duì)應(yīng)一條微指令。2.把這些微指令編制成微程序。把這些微指令編制成微程序。3.在所有指令的微程序都編制完成后，將其存入控制在所有指令的微程序都編制完成后，將其存入控制器內(nèi)部的專用只讀存儲(chǔ)器器內(nèi)部的專用只讀存儲(chǔ)器ROM控制存儲(chǔ)器（控制存儲(chǔ)器（Control Mem

24、ory, CM）中。）中。4. 3 微程序控制器微程序控制器6.31計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理微程序控制器的工作原理是：微程序控制器的工作原理是： 運(yùn)行時(shí)，控制器按順序從控制存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱控存）運(yùn)行時(shí)，控制器按順序從控制存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱控存）中讀出某條指令對(duì)應(yīng)微程序的微指令，逐拍、逐條送入中讀出某條指令對(duì)應(yīng)微程序的微指令，逐拍、逐條送入微指令寄存器微指令寄存器(IR)和譯碼器，譯碼后產(chǎn)生所需微命令和譯碼器，譯碼后產(chǎn)生所需微命令/控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作，完成對(duì)該指控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作，完成對(duì)該指令的解釋。令的解釋。 4. 3 微程序控制器微程序控制器6.32計(jì)算機(jī)組成原

25、理計(jì)算機(jī)組成原理 微指令由微指令由“操作控制（控制命令）字段操作控制（控制命令）字段”和和“順序控順序控制字段制字段”組成。其中組成。其中“順序控制字段順序控制字段”用來(lái)在當(dāng)前微指令用來(lái)在當(dāng)前微指令執(zhí)行結(jié)束后，確定下一條微指令的地址（簡(jiǎn)稱執(zhí)行結(jié)束后，確定下一條微指令的地址（簡(jiǎn)稱“下地址下地址”）。）。 微程序控制器的組成，除了微程序控制器的組成，除了IR、PC、FR和時(shí)序系統(tǒng)和時(shí)序系統(tǒng)外，增加了控存、微指令寄存器、微指令地址轉(zhuǎn)移邏輯電外，增加了控存、微指令寄存器、微指令地址轉(zhuǎn)移邏輯電路以及微指令地址寄存器（路以及微指令地址寄存器（AR）等部件）等部件.4. 3 微程序控制器微程序控制器6.33計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算