控制器组成原理

控制器组成原理第一页，共二十六页，2022年，8月28日本章主要内容：本章讲述控制器的基本组成、基本功能、硬布线控制器的组成原理与实现方法、微程序控制器的组成原理与实现方法及控制器的控制方式等内容。要求重点掌握两种控制器的实现方法。第二页，共二十六页，2022年，8月28日5.1控制器的基本功能及结构

5.2指令的执行过程5.3硬布线控制器的组成原理与实现方法

5.4微程序控制器的组成原理与实现方法

5.5控制器的控制方式

第三页，共二十六页，2022年，8月28日5.1控制器的基本功能及结构

控制器的功能1．取指令2．分析指令3．执行指令4．控制程序和数据的输入与结果输出5．随机事件和某些特殊请求的处理第四页，共二十六页，2022年，8月28日控制器的基本组成

图5-1控制器基本组成框图

第五页，共二十六页，2022年，8月28日1．指令部件2．时序部件3．微操作信号发生器4．中断机构第六页，共二十六页，2022年，8月28日5.2指令的执行过程

时序系统1．指令周期和机器周期2．节拍3．工作脉冲第七页，共二十六页，2022年，8月28日指令的执行过程

1．取指令2．分析指令3．执行指令第八页，共二十六页，2022年，8月28日指令的执行过程举例

1．数据通路2．加法指令ADDR1，[NUM]3．转移指令JZA第九页，共二十六页，2022年，8月28日5.3硬布线控制器的组成原理与实现方法

硬布线控制器的组成原理1．绘制指令流程图2．安排指令操作时间表3．安排微命令表4．进行微操作逻辑综合5．实现电路第十页，共二十六页，2022年，8月28日硬布线控制器的设计实例

1．模型机的数据通路2．模型机的指令系统3．绘制指令流程图4．安排指令的操作时间表5．安排指令的微命令表

6．进行微操作信号综合7．实现电路第十一页，共二十六页，2022年，8月28日图5-8微操作控制信号CE的逻辑实现图

第十二页，共二十六页，2022年，8月28日5.4微程序控制器的组成原理与实现方法

5.4.1微程序控制器的基本原理

1．有关的术语和概念（1）微命令。

（2）微操作。

（3）微指令。

（4）微周期。

（5）微程序。

第十三页，共二十六页，2022年，8月28日2．微程序控制器的组成原理框图图5-9微程序控制器的组成原理框图

第十四页，共二十六页，2022年，8月28日（1）控制存储器（2）微指令寄存器（2）微地址寄存器（4）地址转移逻辑第十五页，共二十六页，2022年，8月28日3．微程序控制器执行过程描述第十六页，共二十六页，2022年，8月28日微程序设计的技术问题

1．微指令编码法（1）直接控制法（2）最短字长编码（3）分段直接编码（4）分段间接编码第十七页，共二十六页，2022年，8月28日2．微指令格式（1）水平型微指令（2）垂直型微指令（3）混合型微指令第十八页，共二十六页，2022年，8月28日3．微地址的形成方式（1）微程序入口地址的确定（2）后继微地址的产生第十九页，共二十六页，2022年，8月28日4．微指令的执行方式（1）串行方式图5-14微指令的串行执行过程

第二十页，共二十六页，2022年，8月28日（2）并行方式图5-15微指令的并行执行过程

第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日5．微指令格式设计举例第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日5.4.3微程序控制器的设计实例

（1）模型机的数据通路（见节）（2）模型机的指令系统（见节）（3）绘制微程序流程图（4）设计微指令格式（5）将微程序代码化第二十三页，共二十六页，2022年，8月28日5.5控制器的控制方式

1．同步控制方式图5-18同步控制方式

第二十四页，共二十六页，2