實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)第一頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器的組成程序計(jì)數(shù)器PC用于存放下一條指令的存儲(chǔ)單元地址，它具有自動(dòng)增量計(jì)數(shù)的功能指令寄存器IR用于存放正在執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令指令譯碼器ID用于對(duì)IR中的指令進(jìn)行譯碼，以確定IR中存放的是哪一條指令控制電路時(shí)序發(fā)生器負(fù)責(zé)產(chǎn)生時(shí)序脈沖信號(hào)在時(shí)序脈沖的同步下對(duì)有關(guān)的部件發(fā)出操作控制命令，以控制各個(gè)部件的動(dòng)作中斷處理及總線仲裁控制機(jī)構(gòu)第二頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三時(shí)序控制信號(hào)CPU的工作過程就是執(zhí)行指令的過程。指令是由一系列基本操作，即微操作組成指令中所包含的微操作要遵循一個(gè)時(shí)間表，即指令的時(shí)序(相當(dāng)于作息時(shí)間表)指令時(shí)序的控制方式：控制器的重要功能是進(jìn)行指令的時(shí)序控制指令中每個(gè)微操作要由對(duì)應(yīng)的時(shí)序信號(hào)激發(fā)(啟動(dòng))基本控制方式有同步和異步兩種第三頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三時(shí)序控制方式同步控制：以時(shí)定序.每條指令和每個(gè)微操作的執(zhí)行,都由時(shí)序信號(hào)(即CPU的基準(zhǔn)時(shí)鐘)來控制,一旦時(shí)序結(jié)束,操作也結(jié)束異步控制：以序定時(shí).沒有基準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào).一個(gè)微操作是用前一個(gè)微操作的結(jié)束信號(hào)啟動(dòng)的聯(lián)合控制：是同、異步兩種方式的結(jié)合,即把大部分操作安排在固定的機(jī)器周期,對(duì)某些時(shí)間難以確定的操作用應(yīng)答方式進(jìn)行對(duì)各種不同指令的微操作實(shí)行大部分統(tǒng)一,小部分區(qū)別對(duì)待的辦法例如,對(duì)公共的取指操作用同步方式,對(duì)I/O操作用異步方式.第四頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)微命令（微信號(hào)）直接作用于控制電路的控制命令微操作

CPU在執(zhí)行指令中，由微命令控制實(shí)現(xiàn)的最基本操作送指令地址、取指、讀指令、譯碼、送操作數(shù)地址、取操作數(shù)、運(yùn)算、寫回結(jié)果等微操作是指令執(zhí)行部件接受微命令后進(jìn)行的操作微周期讀取一條微指令并完成相應(yīng)微操作所用時(shí)間，通常為一個(gè)時(shí)鐘周期第五頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)微指令一個(gè)微周期所需的微命令集，二進(jìn)制編碼同時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)所執(zhí)行的一組微操作加法指令的執(zhí)行可分為：取指、計(jì)算地址、取操作數(shù)和加法運(yùn)算四步，每一步都由一組微操作實(shí)現(xiàn)。微程序若干條微指令的有序序列第六頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)一段程序由一組指令組成一條指令由一個(gè)微程序?qū)崿F(xiàn)一條微程序由一組微指令實(shí)現(xiàn)一條微指令由一組微操作實(shí)現(xiàn)第七頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簳r(shí)序發(fā)生器組成原理微程序控制器組成原理微程序編寫格式和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)原理：微程序控制器基本功能時(shí)序控制電路的工作方式和使用方法微程序控制電路狀態(tài)微指令24位格式第八頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)時(shí)序波形第九頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)微指令格式：24位字長(zhǎng)UA5~UA0為6位的后繼地址.A,B,C為三個(gè)譯碼字段242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCuA5uA4uA3uA2uA1uA0第十頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)A字段151413選擇000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101LOAD110LDARB字段C字段121110選擇000001RS–B010RD–B011RI–B100299–B101ALU–B110PC–B987選擇000001P(1)010P(2)011P(3)100P(4)101AR110LDPC第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)A字段151413選擇000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101LOAD110LDARLDR0=LDRi·(I1·I0=00),R0接收BUS數(shù)據(jù)

LDR1=LDRi·(I1·I0=01),R1接收BUS數(shù)據(jù)

LDR2=LDRi·(I1·I0=10),R2接收BUS數(shù)據(jù)LDDR1是運(yùn)算單元的第一操作數(shù)存儲(chǔ)單元DR1接收BUS數(shù)據(jù)LDDR2是運(yùn)算單元的第二操作數(shù)存儲(chǔ)單元DR2接收BUS數(shù)據(jù)LDIR是指令寄存器接收BUS數(shù)據(jù)LOAD+LDPC是PC接收BUS的數(shù)據(jù)LDPCPC增1LDAR是BUS送地址到地址寄存器AR第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)C字段中的P(1)~P(4)為測(cè)試字，用于產(chǎn)生微地址分支987選擇000001P(1)010P(2)011P(3)100P(4)101AR110LDPC第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)A9A8=00時(shí),Y0=0

A9A8=01時(shí),Y1=0

A9A8=10時(shí),Y2=0

A9A8=11時(shí),Y3=0第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3接線圖第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：對(duì)照微程序流程圖和二進(jìn)制代碼表，理解微程序的編寫格式連接實(shí)驗(yàn)線路觀測(cè)并控制時(shí)序信號(hào)在“PROG”模式下寫入微代碼在“READ”模式下校驗(yàn)微代碼在“RUN”模式下運(yùn)行微代碼（單步/連續(xù)）強(qiáng)置SE1~SE6端人為設(shè)置分支地址第十六頁，共十九頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三控制器實(shí)驗(yàn)微程序流程圖1第十七頁，共十九頁，2022年，8月28日