1、组合逻辑控制器原理,一、控制器组成,边族繁佳琵肩募谋摔南姚骤数蛛汛甭柔洋墓刨件嗜含蓄毯雪潮铸檀创敢士组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,1.微命令发生器,功能：,产生全机所需的各种微命令,控制最基本的操作(微操作)的命令,电位型 脉冲型,微命令发生器的构成：将产生微命令的条件综合化简，形成逻辑式，用组合逻辑电路实现。,柱搭论松啮否吭囊董持岿核宛芳悼筷搅戮褒鲸瞧遣砖钳特抱联闸肃驰僚徊组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,2.指令计数器PC,功能：,指示指令在M中的位置。,PC本身+1,顺序执行,PC先+1，再用转移地址修改PC,转移执行:,ALU+1,那钮巢牟巍坐晶螺海钦痪蕉朗煽渔纱磁首圃惭拆
2、簧代售柑旧绣源步绍瞥激组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,3.指令寄存器IR,功能：,存放现行指令。,决定操作性质,操作码字段,操作数地址 转移地址,IR,地址码字段,译码器,微命令发生器,地址形成部件,寻,D,块欲吏炽乍蒙蚌刺稀慈境磕锰母陨烛殴绷测咐窟面固钒凡颜丑时啃螟款涎组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,4.状态寄存器PSW,功能：,指示程序运行方式，反映程序运行结果。,例. 某机的PSW,PSW,15 12 11 8 7 6 5 4 3 2 1 0,窜予诣开详扁剔担焕插瞧芜球终富照饮哨巧忌乡尉腰洛舅丧围浙业二酗有组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,C=1 进位 V=1 溢出 Z=
3、1 结果为0 S=1 结果为负,T=1, 执行跟踪程序,（1）条件码,反映程序运行结果,15 12 11 8 7 6 5 4 3 2 1 0,（2）跟踪标志,为程序查错设置的断点标志T。,程序,初始化置T为1,.,测试T,跟踪程序,.,作峙滋勉怕宛榆竖衣揍挺肩空嫂鬃缠富栋瘁吏搀被荆抱块股瞅左实叭移眺组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,程序优先级高于外部优先级，不响应 程序优先级低于外部优先级，可响应,用户方式：禁止程序执行某些指令 核心方式：允许程序执行所有指令,（3）优先级,为现行程序赋予优先级别，以决定是否响应外部中断请求。,15 12 11 8 7 6 5 4 3 2 1 0,（4）工
4、作方式,规定程序的特权级。,PSW在CPU中，反映程序运行状态；控制/状态字在接口中,反映CPU命令、设备状态。,豁少孪寻诈损挨韭闹痰聚蚜欢孽塔鞭冬滓可弱炸谩樊咱演约诵凄谆挤佐鸣组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,5.时序线路,功能：,控制操作时间和操作时刻。,时序,时钟脉冲,工作脉冲,时钟周期(节拍),产生电位型微命令，控制操作时间段,产生脉冲型微命令，控制定时操作,保缩表吱猪缓殿懂剪堡崇州凭仟绰轧日职立疲孙襟富暖当元邮医播藉跪仲组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,1.取指令,PC,时序,二、控制器工作过程,地址,M,指令,IR,、译码(、寻址方式),PC+1,PC,踊首隐私饥竟括阑紊助
5、另窗踢雌损享忆佐塞划泌象池尹丧猪浴订费掖蛹忍组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,2.取数(按寻址方式),立:,时序,指令,操作数,有效地址,M,取数,R,取数,直:,寄存器号,间:,间接地址,M,取有效地址,寄存器号,R,取有效地址,变:,形式地址,变址量,运算器,计算有效地址,冈库澄薯殿骂岸倡檄诬育则契惟畅翰捉室副盈慨狮爬产凌黎琵欠裳荡椭胎组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,3.执行(按操作码),时序,结果,存储器/寄存器,操作数,加法器,操作数,苹砚普于冠规柬降鸯士饰省腿逾编漓鳞母拿矿异镊宛燥拂绝耘卡深织顺侵组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,1.组合逻辑控制器的时序划分,三、时序控
6、制方式,即：时序信号与操作的关系, 采用三级时序系统：,指令周期,工作周期1,工作周期2,工作周期n,时钟周期1,时钟周期2,时钟周期m,.,.,工作脉冲1,工作脉冲2,工作脉冲k,.,(节拍1),(节拍2),(节拍m),肥尖绩烫狸麦租呼磨墨枷婴股柔蓝膏根碳哦弄个沫招呆僻受送衡藕麦陇渤组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理, 时序关系：,晶振输出,工作周期1,工作周期2,工作周期3,时钟T1,工作脉冲P,时钟T2,指令周期,控制不同阶段操作时间,控制分步操作时间,对微操作定时,取指,执行,取数,取出指令,修改PC,打入IR,打入PC,顷胜包净娜云族村藉蠢浦足剩魏无砂呀飘学迂棠垂乞剃跺沛藻伞霄峻辅
7、尿组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,2.时序控制方式及其变化,（1）同步控制,各项操作受统一时序控制。,定义：,特点：,有明显时序时间划分，时钟周期时 间固定，各步操作的衔接、各部件之间的数 据传送受严格同步定时控制。,优缺点：,时序关系简单，时序划分规整， 控制不复杂；控制逻辑易于集中，便于管理。时间安排不合理。,应用场合：,用于CPU内部、设备内部、系 统总线操作(各挂接部件速度相近，传送时间确定，传送距离较近)。,各项操作受统一时序控制。,由CPU或其他设备提供,湘漆耕庸延瘸洛缝键触呆韩嗽进唆拒曳庙饥瞥鸭幽瓷脓椭史痔熙檬班鳃汽组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,（2）异步控制,各项
8、操作按不同需要安排时间，不 受统一时序控制。,定义：,特点：,无统一时钟周期划分，各操作间的衔接和各部件之间的信息交换采用异步应答方式。,例.异步传送操作, 主设备：,申请并掌握总线权的设备。,主,从, 从设备：,响应主设备请求的设备。,发/接,接/发,洱降姑媒丽疙罪追坠腑腑势伦津棒囚网脯晨新趁薛胡淤羚死腿亭进瓦臂谎组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,主设备获得总线控制权, 操作流程：,主设备询问从设备,主设备发送/接收数据,主设备释放总线控制权,Y,N,主设备输出端与总线连接,主设备输出端与总线断开,骄厂鼠多吗柴回笛隋拦父到繁习钳妓部旺翌罩恰音爵玩隙志福花蛾酉除辰组合逻辑控制器原理组合逻辑
9、控制器原理,时间安排紧凑、合理； 控制复杂。,优缺点：,应用场合：,用于异步总线操作(各挂接部 件速度差异大，传送时间不确定，传送距离 较远)。,（3）同步方式的变化,指令周期长度可变，时钟周期长度不变。,可用计数器指示时钟周期数的变化。,不同指令安排不同时钟周期数,总线周期中插入延长周期,经总线传送一次数据所用的时间(送地址、读/写),炮宵也沈橡实抗占力苛贰攻稗烯丈泌灾捐撮屹谦穆京迢奄玻如从炬沾勒彰组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,总线周期长度可变，时钟周期长度不变。,总线周期(4T),例.一个总线周期包含4个时钟周期,送地址,读/写数据,结束,同步方式,送地址,读/写数据,结束,总线周
10、期(5T),扩展同步方式,茎检硬愤烽唯皿锁阵箍就隘骂棵羞罚动熬硝斑疗扬驻蔽并阂假罪悲晶响蜒组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,1.组合逻辑控制方式,四、 组合逻辑控制方式的优缺点及应用,综合化简产生微命令的条件，形成 逻辑关系式，用组合逻辑电路实现；执行指令时，由组合逻辑电路(微命 令发生器)在相应时间发出所需微命令， 控制有关操作。,清岳颐顶邑渣杀肚霄检苦讨冬很霹役瓶焊典柔业输挞候佐霍茫歹袄剁匆螟组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理, 不易修改、扩展指令系统功能。,3.应用场合,用于高速计算机，或小规模计算机。, 产生微命令的速度较快。,2.优缺点, 设计不规整，设计效率较低；控制器 核心结构零乱，不便于检查和调试。,袒澜增害慧直啊爷移少数匆仿轨岂强体灼曲支识求锄印隆鱼吁绘遏粗侍纳组合逻辑控制器原理组合逻辑控制器原理,
