武汉大学计算机组成原理实验4控制器

实验四控制器,控制器的作用是向整机的每个部件（包括控制器件本身）提供协同运行所需要的控制信号。,GR,DR,AR,Q,STR,MEM,IR,映射Am2910,PC,CS,IR,F-B,S,R,RAM15,RAM0,BA,AA,A,B,B,F,Q0,Q15,IB,DB,AB,AB,MIR,RD,CI,0,0,1,0,0,0,0,CC,PC,0826,D400,0827,0A00,0828,0A01,0A00,0023,0A01,0023,MAPROMD,DAB,0,逻辑、信流图,I/O,一.实验台的控制器及整机的逻辑构成,下址备用CI3CI0SCCSC备用SSTMIOBI86REQMI53WEMI20A口B口SCISSHSADC1SBDC2,对控制器的控制信号（下址一定意义上可归入）,对运算器的控制信号,对内存和I/O口的控制信号,对内部总线的控制信号,对特定寄存器的控制信号,B55.B0,55-46454443-4039-37363534-323130-282726-242322-2019-1615-1211109876-432-0,二.本机微指令的构成,计算机学院实验室课件,10位微下地址字段用于直接给出下一条微指令的地址。例如，微指令字290h码对应的微地址是0A4h。备用码的出现一定程度上是由器件决定的。,微下地址2910的命令码微转移条件,10位,4位,4位,分成3个子字段，总共使用18位码。,2位,未用,计算机学院实验室课件,对控制器的控制,0010100100,下地址,B55,B46,A4H,29H,微指令的下地址的形成是微程序设计中的关键技术之一.作用是处理好每条微指令的下地址,以保证微程序正确,高效地执行.本机解决下地址使用的是一片AM2910器件,计算机学院实验室课件,三.AM2910微程序定序器,DRFPC多路地址选择器,命令译码器,寄存器/计数器(R/C),微程序计数器(PC),5字12位微堆栈(F),微堆栈指针(PS),增量器,零检测,AM2910微程序定序器,CC,I3I0,CI,OUT,R为零,CCEN,PL,MAP,VECT,CP,RLD,FULL,清零/选择,IN,保持/清零,压入/弹出,减量/保持/装数,D11D0(外部直接输入),Y11Y0,OE,DRFPC多路地址选择器,命令译码器,微程序计数器(PC),AM2910微程序定序器化简,CC,I3I0,PL,MAP,VECT,清零/选择,D11D0(外部直接输入),Y11Y0(实用Y9-Y0共10位),计算机学院实验室课件,化简的道理,(CCEN,OE已接地),PL,/MAP,/VECT是3个使能输出信号，用以决定直输入D的来源。,/CC：条件输入，若为低电平，则表示测试成功，否则测试失败,AM2910部分功能命令表,条件转移(CI3-CI0=0011)条件码的形成,计算机学院实验室课件,下址备用CI3CI0SCCSC备用SSTMIOMI86REQMI53WEMI20A口B口SCISSHSADC1SBDC2,对控制器的控制信号（下址一定意义上可归入）,对运算器的控制信号,对内存和I/O口的控制信号,对内部总线的控制信号,对特定寄存器的控制信号,B55.B0,55-46454443-4039-37363534-323130-282726-242322-2019-1615-1211109876-432-0,本机微指令的构成,计算机学院实验室课件,下地址字段控制命令字段,对运算器的控制,.,.,26位控制信号:A口地址，B口地址，I8I6，I5I3，I2I0SST，SSH，SCiSA、SB，用于选择A口、B口地址来源SA=1,SB=1A口地址来自IR的SR字段，B口地址来自IR的DR字段.SA=0,SB=0A口地址来自微码A口字段,B口地址来自微码B口字段寄存器使用分配：R4:SPR5:PCR6:IP,MIOREQWE,计算机学院实验室课件,对内存和I/O口的控制,对内部总线和特定寄存器的控制,3位DC1的控制功能3位DC2的控制功能DC1编码送内部总线的数据DC2编码接收数据的寄存器000开关手拨数据000不操作（NC）001运算器的输出001指令寄存器IR接数010指令的低8位010地址寄存器AR接数011状态寄存器011中断优先级100中断向量100LDR6LDR5101未使用（NC）101LDR4LDR3110转用于开中断110LDR2LDR1111转用于关中断111LDR0,计算机学院实验室课件,GR,DR,AR,Q,STR,MEM,IR,映射Am2910,PC,CS,IR,F-B,0-R,B-S,S,R,RAM15,RAM0,BA,AA,A,B,B,F,Q0,Q15,IB,DB,AB,MAB,MIR,RD,CI,0,0,R+S+1-F,1,A-Y,0,0,0,0,CC,PC,0826,D400,0827,0A00,0828,0A01,0A00,0023,0A01,0023,0,I/O,PCAR,PC+1PC,0/GAR,0101,0101,000E00A0B55402,例:PCAR,PC+1PC,SA=0,SB=0,AA=0101,BA=0101,0R,BS,CI=1,R+S+1F,FB,AY,0GAR(DC2=010)RAM15=0,RAM0=0,Q15=0,Q0=0,C=C,S=S,V=V,Z=Z.MIOREQWE=000.顺序执行CI3-CI0=1110,0PL,PC+1AB,GR,DR,AR,Q,STR,MEM,IR,映射Am2910,PC,CS,IR,0-R,Q-S,S,R,RAM15,RAM0,BA,AA,A,B,B,F,Q0,Q15,IB,DB,AB,RA9-0AB,MIR,RD,CI,0,0,R+S-F,F-Y,0,0,0,0,CC,PC,0826,D400,0827,0A00,0828,0A01,0A00,0023,0A01,0023,0,I/O,QMEM,CC#=0,FIB,0,29030010200010,QMEM,CC#=0,MIOREQWE=0000R,QS.R+SF.FY.FIB(DC1=001)SA=0,SB=0,AA=0000,BA=0000,RAM15=0,RAM0=0,Q15=0,Q0=0,CI=0,C=C,S=S,V=V,Z=Z.条件转移CI3-CI0=0011,0PL,RA9-0AB,1.写出下列微操作的微码add1+add2add2PCAR,PC+1PCMEMARMEMQPCAR,PC+1PCMEMARMEM+QQQMEM,CC#=02.读懂例题的微程序并运行例题,监控程序命令,书中例题解析,1.将七条微码输入到