文档介绍：组合逻辑控制器组成结构及工作原理解析
按照控制信号产生的方式不同,控制器分为微程序控制器和组合逻辑控制器两类
微程序控制器是将全部控制信号存贮在控制存储器中。
优点:控制信号的逻辑设计、实现及改动都较容易。
缺点:产生控制信号所需的时间较长。
组合逻辑控制器,又称硬布线方案控制器,是用组合逻辑的门电路实现控制信号。
优点:产生控制信号所需的延迟时间少,对提高系统的运行速度有利。
缺点:控制信号的逻辑设计复杂,用门电路实现也较困难,尤其要变动一些设计更不方便。(见图)
一、组合逻辑控制器的组成与运行原理
1、组成: PC、IR、脉冲源和启停控制逻辑与微程序控制器相同,不同的是:
●微程序控制器中的控制存储器在组合逻辑控制器中变成时序控制信号形成部件,是用组合逻辑的门电路实现的;
●微程序控制器中的下地址形成部件在组合逻辑控制器中变成节拍发生器,是由计数器线路实现的;
●增加了指令译码器,用于标识每一条不同的指令。
2、运行原理: 依据执行过程中的操作码、当前指令所处的执行步骤等输入信号,用组合逻辑门电路直接、快速地形成并送出指令当前执行步骤要求的控制信号。
二、TEC-8教学计算机的组成与设计
1、简介: TEC-8教学计算机字长8位,地址总线16位(可寻址64K内存) ,控制器用组合逻辑控制器。
●运算器是Am2901(见图)
●16个通用寄存器中,R0、R1、R2和R3作为通用寄存器,其余12个作为专用寄存器
R5,R4用作16位的PC(程序计数器)
R7,R6用作16位的SP(堆栈指示器)
R9,R8用作内存读写地址AR
R11,R10用作指令转移或子程序的地址
2、指令系统概述
●指令中用到的符号:
DR:目的寄存器
SR: 源寄存器
OFFSET: 变址偏移量
DATA: 立即数
X: 一个bit位,可取值0或1
C、Z、V、S: 分别代表进位、结果为0、溢出和结果的符号位
●指令长度:单字节或双字节指令两种
●指令的操作码:采用操作码位数逐段扩展的技术,最少4位,最多8位
●指令的分类:首先按操作数的个数来分
(1)双操作数指令Ⅰ:
格式:
格式:
操作码
0 X X X
DR
SR
已实现5条指令:ADD DR, SR ;加法指令
(使用R3~R0) SUB DR, SR ;减法指令
CMP DR, SR ;比较指令
AND DR, SR ;逻辑与指令
MOV DR, SR ;传送指令
(2)单操作数指令Ⅰ:
1 0 X X X X
DR/SR/IO
PORT地址
已实现8条指令:SHR DR ;逻辑右移指令
(使用R3~R0) SHL DR ;逻辑左移指令
PUSH DR;压栈指令
POP DR;出栈指令
CMP DR, SR ;比较指令
STO SR ;存数指令
LOD DR ;取数指令
IN I/O PORT ;输入指令
OUT I/O PORT ;输出指令
(3)单操作数指令Ⅱ:
格式:
格式:
操作码
1 1 0 0
DR
INC DR; 加1指令
(4)双操作数指令Ⅱ:
格式:
操作码
1 1 0 1
DR
DATA
MOVE