控制器設計步驟和基本組成

發布時間: 2017-10-23 10:09:42

新聞來源: 無錫市智控科技有限公司

設計步驟:1、設計機器的指令系統:規定指令的種類、指令的條數以及每一條指令的格式和功能;
2、初步的總體設計:如寄存器設置、總線安排、運算器設計、部件間的連接關系等;
3、繪制指令流程圖:標出每一條指令在什么時間、什么部件進行何種操作;
4、編排操作時間表:即根據指令流程圖分解各操作為微操作,按時間段列出機器應進行的微操作;
5、列出微操作信號表達式,化簡,電路實現。

基本組成:1、指令寄存器用來存放正在執行的指令。指令分成兩部分:操作碼和地址碼。操作碼用來指示指令的操作性質,如加法、減法等;地址碼給出本條指令的操作數地址或形成操作數地址的有關信息(這時通過地址形成電路來形成操作數地址)。有一種指令稱為轉移指令,它用來改變指令的正常執行順序,這種指令的地址碼部分給出的是要轉去執行的指令的地址。

2、操作碼譯碼器:用來對指令的操作碼進行譯碼,產生相應的控制電平,完成分析指令的功能。
3、時序電路:用來產生時間標志信號。在微型計算機中,時間標志信號一般為三級:指令周期、總線周期和時鐘周期。微操作命令產生電路產生完成指令規定操作的各種微操作命令。這些命令產生的主要依據是時間標志和指令的操作性質。該電路實際是各微操作控制信號表達式(如上面的A→L表達式)的電路實現,它是組合邏輯控制器中為復雜的部分。
4、指令計數器:用來形成下一條要執行的指令的地址。通常,指令是順序執行的,而指令在存儲器中是順序存放的。所以,一般情況下下一條要執行的指令的地址可通過將現行地址加1形成,微操作命令“1”就用于這個目的。如果執行的是轉移指令,則下一條要執行的指令的地址是要轉移到的地址。該地址就在本轉移指令的地址碼字段,將其直接送往指令計數器。
微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點。

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