《計(jì)算機(jī)組成原理第3講時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式課堂》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)組成原理第3講時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式課堂(19頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谌巳宋膸炀W(wǎng)上搜索。

1、1,時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式,2,5.3,時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,5.3.3,控制方式,3,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,作用,控制器用時(shí)序信號(hào)指揮機(jī)器工作,CPU,可以用時(shí)序信號(hào),周期信息來辨認(rèn)從內(nèi)存中,取出的是指令(取指)還是數(shù)據(jù)(執(zhí)行,一個(gè),CPU,周期中時(shí)鐘脈沖對(duì),CPU,的動(dòng)作有嚴(yán)格,的時(shí)序約束,操作控制器發(fā)出的各種信號(hào)是時(shí)間(時(shí)序信號(hào),和空間(部件操作信號(hào))的函數(shù),4,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,體制,組成計(jì)算機(jī)硬件的器件特性決定了時(shí)序信號(hào)的,基本體制是電位,脈沖制(以觸發(fā)器為例,電位輸入端,時(shí)鐘脈沖,輸入端,電位,。

2、輸入端,5,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,D,為電位輸入端,CP,Clock Pulse,為脈沖輸入端,R,S,為電位輸入端,特性方程如下,D=0,時(shí),CP,上升沿到來時(shí),D,觸發(fā)器狀態(tài)置,0,D=1,時(shí),CP,上升沿到來時(shí),D,觸發(fā)器狀態(tài)置,1,6,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,觸發(fā)器使用舉例,CP,連接時(shí)序發(fā)生器,D,Q,連接寄存器和總線,寄存器內(nèi)容輸出到總線,寄存器數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好,CP,上升沿出現(xiàn),內(nèi)容被打入總線或從總線打入寄存器、存儲(chǔ)器,7,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)生器作用和體制,硬布線控制器，采用,主狀態(tài)周期,節(jié)拍電,位,節(jié)拍脈沖,三級(jí)體制,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生電路復(fù)雜,8,5.3.1,時(shí)序產(chǎn)。

3、生器作用和體制,微程序控制器,節(jié)拍電位,節(jié)拍脈沖,二級(jí),體制,節(jié)拍電位,CPU,周期,利用微程序順序執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)微操作,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生電路簡單,9,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,功能：產(chǎn)生時(shí)序信號(hào),各型計(jì)算機(jī)產(chǎn)生時(shí)序電路不相同,大、中型計(jì)算機(jī)的時(shí)序電路復(fù)雜，微型計(jì)算機(jī),的時(shí)序電路簡單,構(gòu)成,時(shí)鐘源：石英晶體振蕩器,環(huán)形脈沖發(fā)生器,節(jié)拍脈沖和讀寫時(shí)序譯碼邏輯,啟?？刂七壿?10,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,構(gòu)成,11,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,時(shí)鐘源,石英,若在石英晶體上施加,交變電場,則,晶體晶格,將產(chǎn),生機(jī)械振動(dòng)，當(dāng)外加電場的頻率和晶體的固有振,蕩頻率一致時(shí)，則出現(xiàn)晶體的諧振。由于石英晶,體在壓。

4、力下產(chǎn)出的電場強(qiáng)度很小，這樣僅需很弱,的外加電場即可產(chǎn)生形變，這一特性使,壓電石英,晶體很容易在外加交變電場激勵(lì)下產(chǎn)生諧振,其,振蕩能量損耗小,振蕩頻率極穩(wěn)定,這些再加上,石英優(yōu)良的機(jī)械、電氣和化學(xué)穩(wěn)定性，使它自,40,年代以來就成為石英鐘、電子表、電話、電視,計(jì)算機(jī)等與數(shù)字電路有關(guān)的頻率基準(zhǔn)元件,12,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,環(huán)形脈沖發(fā)生器,產(chǎn)生有序的脈沖序列,為節(jié)拍脈沖的產(chǎn)生做準(zhǔn)備,節(jié)拍脈沖和讀寫時(shí)序譯碼,建立訪存時(shí)序與節(jié)拍的關(guān)系,如：一個(gè),CPU,周期中產(chǎn)生四個(gè)等間隔的節(jié)拍脈沖,一個(gè),CPU,周期只夠使用一次總線,輸出,T1 T2 T3 T4,13,節(jié)拍脈沖舉例,MOV R0 R1,。

5、該指令的,取指,占用一個(gè),CPU,周期，對(duì)應(yīng)于,一個(gè)節(jié)拍電位,PC-ABus(I,IBus-IR,IR,中,OP,指令譯碼器,在一個(gè)節(jié)拍電位中完成三個(gè)細(xì)節(jié)操作,有時(shí)序關(guān)系的三個(gè)操作,通過節(jié)拍脈沖確定先后次序,14,節(jié)拍脈沖舉例,MOV R0 R1,該指令的,執(zhí)行,也占用一個(gè),CPU,周期，對(duì)應(yīng),于一個(gè)節(jié)拍電位,設(shè)置,ALU,完成傳送操作,R1-ALU,DBus-DR,DR-R0,在一個(gè)節(jié)拍電位中完成四個(gè)細(xì)節(jié)操作,有時(shí)序關(guān)系的四個(gè)操作,通過節(jié)拍脈沖確定先后次序,15,節(jié)拍,脈沖,節(jié)拍,電位,16,5.3.2,時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器,啟?？刂七壿?開機(jī)后有連續(xù)節(jié)拍脈沖,必須按需約束,需要按照規(guī)則動(dòng)作,上邊。

6、：啟停邏輯,Cr,決定控制是否有效,下邊,Cr,觸發(fā)器,RS,觸發(fā)器,完整節(jié)拍生成,17,5.3.3,時(shí)序控制方式,怎樣實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制？已知,機(jī)器指令所包含的,CPU,周期個(gè)數(shù)反映了指令的復(fù)雜程,度,CPU,周期內(nèi)的操作信號(hào)的數(shù)目和出現(xiàn)的先后次序也不,相同,控制方式：控制不同操作序列時(shí)序信號(hào)的方法,分為以下幾種,同步控制方式,異步控制方式,聯(lián)合控制方式,18,5.3.3,控制方式,同步控制方式,指令周期內(nèi)所需的,CPU,周期數(shù)和時(shí)鐘周期,數(shù)不變,三個(gè)可選方案,完全統(tǒng)一的,CPU,周期執(zhí)行各種不同的指令,采用不定長,CPU,周期,中央控制與局部控制的結(jié)合,大部分采用固定,CPU,周期，個(gè)別復(fù)雜運(yùn)算采用不定,長,CPU,周期,19,異步控制方式,每條指令周期包括個(gè)數(shù)不等的,CPU,周期數(shù),也可采用執(zhí)行后的反饋機(jī)制,聯(lián)合控制方式,大部分指令在固定的周期內(nèi)完成，少數(shù)難以確定的,操作采用異步方式,機(jī)器周期的節(jié)拍脈沖固定，但是各指令的機(jī)器周期,數(shù)不固定(微程序控制器采用。

總結(jié)

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