1、计算机科学与工程学院,Lecture 6-3 硬布线控制与流水线技术,硬布线控制与微程序控制的比较 流水线技术,2,硬布线控制的概念,控制器中的”时序控制信号形成部件”产生控制计算机各部分操作所需要的控制信号。这个部件的组成一般有2种方式： 微程序控制方式 硬布线控制方式：通过逻辑电路直接连线而产生计算机的控制信号，又称为组合逻辑控制方式 控制器中的其他组成部分不会因为采用的控制方式不同而有差异。但不同的机器，控制器的基本原理虽然相同，其具体组成及控制信号的时序等，差别是很大的。,3,时序与节拍,在指令的运行中，由指令操作码直接控制产生各步骤所需要的控制信号。每一步由一个机器周期实现： 计数器
2、译码输出 触发器 不同指令，功能不同，所需机器周期数不同。 根据指令功能列出每条指令的机器周期变化规律，情况相同的归为一类，使用一种时序逻辑。,4,控制信号的产生,操作码译码 将IR中的操作码送译码器译码后与周期信号一起作为组合逻辑电路的输入量。 图6.33 操作控制信号的产生 将指令译码的信号和相应周期信号相与后产生操作控制信号。,5,控制器的组成,PC计数器、中断控制逻辑 译码器 硬布线逻辑（PLA、PAL、GAL） P205 图6.35,6,硬布线控制与微程序控制的比较,7,控制器的控制方式,控制器的控制方式：产生控制不同微操作序列的时序控制信号的方法 常用控制方式 同步控制 采用完全统
3、一的机器周期（节拍）： 以最繁的微操作为标准 采用不同的节拍的机器周期： 大多数微操作安排在较短的机器周期内，繁的增加节拍或延长机器周期 中央控制和局部控制相结合： 大多数指令安排在统一的较短机器周期内完成，复杂的另行处理 异步控制：微操作的应答 联合控制：同步和异步相结合 人工控制：RESET，连续、单步，符合停机,8,流水线工作,指令的执行过程指令部件I ：取指、译码等； 执行部件E：运算、保存结果多条指令并行执行的工作原理： 时间上的重叠 工作过程并行,9,流水线工作,指令操作流水线 运算操作流水线 流水线的问题 相关：下一条指令执行需要的原始数据是前面指令运行的结果，产生相关。使用相关专用通道。 程序转移：“猜测法”技术 中断：“断流”问题 不精确断点法：进入流水线的指令执行完后转入中断 精确断点法：不等进入流水线的指令完全执行完，尽早转入中断,10,CPU 举例,SPARC L逻辑图运算器寄存器 加电和控制过程 流水 组织 电源 UPS 信号P227,
