计算机组成原理第十讲(组合逻辑控制器)课件.ppt

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1、计算机组成原理主讲：颜俊华第十讲：组合逻辑控制器设计时序系统工作周期取指周期FT源周期ST目的周期DT执行周期ET中断周期ITDMA周期DMAT用于指令正常执行用于I/O传送控制设置6个触发器分别作为各周期状态标志1工作周期开始0工作周期结束时序系统工作周期在整个指令周期中，任何时候必须、且只能有一个工作周期状态标志为“1”取指周期（FT）从M中取出指令并译码修改PC取指结束时，按照操作码和寻址方式（R和非R寻址）转相应工作周期公操作时序系统工作周期源周期ST按寻址方式（非R寻址）形成源地址从M取出源操作数，暂存于暂存器C目的周期DT按寻址方式（非R寻址）形成目的地址或从M取

2、出目的操作数，暂存于暂存器D执行周期ET按操作码完成相应操作(传送、运算、取转移地址送入PC、返回地址压栈保存)时序系统工作周期执行周期ET后续指令地址送入MAR中断周期ITIT指CPU响应中断请求后，到执行中断服务程序前关中断保存断点和PSW转服务程序入口由软件完成时序系统工作周期DMA周期DMATDMAT指CPU响应DMA请求后，到传送完一次数据DMA控制器接管总线权，控制直传由硬件完成时序系统时钟周期（节拍）Ｔ时钟周期时间：１微秒完成一步操作一次从Ｍ读出，并经数据通路传送的操作一次数据通路传送操作一次向Ｍ写入的操作模型机以访存时间作为一步操作时间一个总线周期等于一个时钟

3、周期，可根据需要扩展时序系统时钟周期（节拍）Ｔ时钟周期数一个工作周期中的时钟周期数可变每个工作周期第一拍T=0，每开始一个新节拍T计数，工作周期结束时T清0。用计数器T控制节拍数将计数值译码，可产生节拍电位(T0T1T2…)。时序系统工作脉冲Ｐ每个时钟结束时设置一个脉冲。1µSTP打入寄存器进行时序转换（周期状态设置/清除时钟T计数/清除）FT双单转SRSTDRDTETDMATDMA请求？中断请求？ITSRDRYNYN控制流程（工作周期转换）指令流程图与操作时间表拟定指令流程：确定各工作周期中每拍完成的具体操作（寄存器传送级）列操作时间表：列出每一步操作所需的微命令及产生条件

4、取指周期进入FT的方式和条件初始化时置入FT程序运行时同步打入FT取指周期指令流程图与操作时间表FTSRDCQQ总清11FTCPFT(P)1FT=ET(1DMAT1IT)DMAT(1DMAT1IT)+IT+取指周期指令流程指令流程图与操作时间表FT0：PC+1PCMIRPCMAR在ET注：操作时间表指令流程图与操作时间表1STFT0：电位型微命令脉冲型微命令MIREMAR,R,SIRPC+1　PCPCACPPC1DT1ET或或CPFT(P)CPST(P)CPDT(P)CPET(P)CPT(P)S3S2S1S0MC0DM转换工作周期中，每拍结束时发CPT；工作周期结束时，5个时

5、序打入命令都发。时序关系FT0：EMARPCAS3DMS2S1S0MC01STCPPCCPFT(P)CPST(P)CPDT(P)CPET(P)T+1FT0：1FTCPT(P)Ri=>MARM=>MDR=>CM=>MDR=>CM=>MDR=>CM=>MDR=>CM=>MDR=>CRi-1=>Ri,MARM=>IR,PC+1=>PCPC+1=>PCM=>MDR=>DPC+1=>PCC+Ri=>MARM=>MDR=>CMOV指令C=>MDRPC=>MARM=>MDR=>CD+Rj=>MDRI/(R)+Ri=>MARRi=>MARPC=>MARSRDRPC=>MARRi+1=>Ri

6、Ri+1=>RiC=>MARRj-1=>Rj,MARRj=>MARRj=>MARRj=>MARRj+1=>RjRj+1=>RjM=>MDR=>MARMDR=>MC=>RjRi=>MDRMDR=>MRi=>RjR-(R)(R)@(R)+X(R)R(R)-(R)I/(R)+@(R)+X(R)SRDRSRDRSRDRFT0ST0ST1ST2ST3ST4DT0DT1DT2DT3ET0ET1ET2MOVDST,SRC；(SRC)=>DSTMOV指令流程图指令流程图与操作时间表FT0：MIR，例1：MOVR1，R0；源数ET0：R0R1PCMARET1：例2：MOV(R1),(R0

7、)；FT0：MIR，PC+1PCST0：R0MARST1：MMDRCDT0：R1MAR目的地址ET0：CMDRET1：MDRMET2：PCMARPC+1PC形地取源操作数，暂存于C，需5步。PC+1　PCST0：PCMARDT1：MMDR　CDT0：CMDR源数ET0：C+R0　MARET1：MDRMET2：PCMARPC+1PC例3：MOVX(R1),X(R0)；FT0：MIRMMDR　CST1：ST2：ST3：ST4：PCMARMMDR　D形地PC+1　PCDT2：DT3：D+R1　MAR目的地址取