计算机硬件技术基础第七章课件.ppt

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1、第七章控制器控制器的功能：取指令分析指令执行指令*IR中地址码输出通路7.1控制器的组成及指令的执行一、控制器的组成1．程序计数器（PC）：存放当前指令或下一条要执行的指令的地址当指令顺序执行时，由PC+1产生下一条指令的地址当遇到转移指令时，转移地址PC作为下一条指令的地址。2．指令寄存器（IR）存放即将执行的指令的机器代码3．指令译码器ID分析指令的格式、功能和寻址方式。IR中OP就是指令译码器的输入，操作码经过译码后的信号与操作控制信号形成部件一起产生该指令所需要的有一定时序关系的操作控制信号

2、序列。4．操作控制信号形成部件在时序信号控制下，产生各种操作控制信号采用硬布线设计的操作控制信号形成部件采用微程序设计的操作控制信号形成部件5．时序信号产生器时序信号产生器负责提供时钟信号和机器周期信号，以规定每个操作的时间。时序信号产生器包括启停线路，负责控制时钟脉冲的送出与封锁，从而实现计算机的启动与停止。二、指令的执行过程1、ADDR1,R2;(R1)+(R2)R1指令格式：取指令：M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1M2(读存储器)：RAMIRM3(指令译码）：　J1#执行指令：M4

3、(取源操作数）：　SRDA1M5（取目的操作数）：DRDA2M6（计算并置结果）：DA1+DA2DR,CyNCn#=0地址地址指令指令SRDRDA1+DA2例如：ADDR0,R1；(R0)+(R1)R0指令的运行过程ADDDR,SR;(SR)+(DR)DR取指令：控制信号M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M2(读存储器)：RAMIRM-R#，B-IRM3(指令译码）：J1#J1#执行指令：M4(取源操作数）：SRDA1SR-B#，B-DA1M5（取目的

4、操作数）：DRDA2DR-B#，B-DA2M6（计算并置结果）：S3S2S1S0MCi，CyNCn#ALU-B，B-DRDA1+DA2Rd，CyNCn#=0控制信号2、访存指令LDAR0，[A]（1）直接寻址LDAR0,[A];(A)R0取指令：M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1M2(读存储器)：RAMIRM3(指令译码）：　J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,PC+1M5（取操作数地址）：RAMARM6（取操作数）：RAMDR地址地址指令指令例如：LDAR0,[

5、A];(A)R0指令的运行过程A数据（A）2、访存指令LDAR0，[A]控制信号取指令：控制信号M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M2(读存储器)：RAMIRM-R#，B-IRM3(指令译码）：J1#J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M5（取操作数地址）：RAMARM-R#，B-ARM6（取操作数）：RAMDRM-R#，B-DR2、访存指令寻址LDAR0,[[A]];（(A)）R0间接寻址取指令：M1

6、(送存储器地址)：PCAR,PC+1M2(读存储器)：RAMIRM3(指令译码）：　J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,PC+1M5（取操作数地址的地址）：RAMARM6（取操作数地址）：RAMARM7（取操作数）：RAMDR访存指令LDAR0，[[A]]控制信号取指令：控制信号M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M2(读存储器)：RAMIRM-R#，B-IRM3(指令译码）：J1#J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,P

7、C+1PC-B，B-AR，PC+1M5（取操作数地址的地址）：RAMARM-R#，B-ARM6（取操作数地址）：RAMARM-R#，B-ARM7（取操作数）：RAMDRM-R#，B-DR（3）变址寻址LDAR0,[[Ri]+A];((Ri)+A)Rd取指令：M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1M2(读存储器)：RAMIRM3(指令译码）：　J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,PC+1M5（取X）：RAMDA1M6（取RI）：RIDA2M7（计算EA）：DA1+DA

8、2ARM8（取操作数）：RAMDR3、JMPA控制信号取指令：控制信号M1(送存储器地址)：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M2(读存储器)：RAMIRM-R#，B-IRM3(指令译码）：J1#J1#执行指令：M4(取指令第2个字节）：PCAR,PC+1PC-B，B-AR，PC+1M5（取有效地址）：RAMPCM-R#，B-PC，PC+1地址地址指令指令A3、直接寻址JMPA；APC相对寻址JMP[PC+A]；(PC)+AP