5.4 硬布线控制器

前言⭐

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CU（控制单元）⭐

==控制单元CU由一个个小的微操作==（也是控制信号）的电路构成（==物理构成，拼一起==）

==设计CU：==⭐

  • 列出所有指令在各个阶段的微操作序列，就可以知道所有指令使用微操作的情况→ 得到每一个微操作的电路图→合并得CU

==如何确定CU发出的全部微命令：==

  • 根据 指令操作码，目前的机器周期，节拍信号，机器状态条件。

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例如：微操作命令M(MAR)→MDR的逻辑表达式和电路图：

  • 最右边的大大的或（有一个是1即满足）
  • 最左表达式意思：如果指令处于FE=1的取指阶段，且是处在节拍T1，则发生对应式子。
  • 最右表达式意思：如果指令处于EX=1的执行周期，且是处在节拍T1，且执行的是加法或取数指令，就会发生对应式子。

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硬布线控制器的设计

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1.分析每个阶段的微操作序列

  • 四阶段：取址，间址，执行，中断 【以列出红色的微操作何时出现为例】

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2.选择CPU的控制方式

  • 假定定长机器周期，节拍数为3

3.安排微操作时序

  • 某一周期的微指令们执行顺序/批次

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  • 非访存指令无间址
  • 访存指令有可能有间址

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4.电路设计

设计步骤
  • 列出操作时间表（在取址间址执行中断周期，的T0T1T2节拍内有可能用到的所有微操作
  • 写出微指令命令的最简表达式
  • 画出逻辑图
a.列出时间表

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  • 表里的是执行周期可能的指令的所有微操作的集合，所以看起来比较多

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b.写出微操作指令的逻辑表达式

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c.画出电路图

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  • 把这一个个电路接上对应的接口，就做好了CU

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总结

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