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首頁 > 技術文章 > 詳解CPCI控制器的組成和工作步驟
詳解CPCI控制器的組成和工作步驟
發布時間:2019-04-04   點擊次數:73次
  CPCI控制器組成:指令寄存器,指令計數器,狀態字寄存器,時序線路,控制存儲器,微指令寄存器,微地址寄存器,微地址形成電路。
  CPCI控制器工作步驟:
  整體大方向是和組合邏輯控制器是一模一樣的。組合邏輯控制器的微指令形成我上面只是一句話帶過“2個信號都被送入微指令發生器,微指令在一系列的門電路分析完畢后從其中一個引腳發出讀取指令“,我對于如何生成這個讀取信號并沒有多做說明,因為這個是數字電路的內容。CPCI控制器只是在這個信號的形成上和組合邏輯有重大區別,因此,只要弄明白微程序是如何形成這個控制信號的就知道他們的區別。
  其實在一開始介紹設計思想時候就大致知道CPCI控制器的不同。還是以之前的add a b 這個匯編指令來做例子,取指令和取操作數就不仔細看了,我們只看控制信號是如何形成的(當然取指令和取操作數也需要控制信號的形成,我們分析下 add這個指令是如何翻譯成一系列的控制信號,就可以以此類推)。
  此時add已經到達了IR中,a和b操作數已經被送入到了指定的寄存器中,也許你的想法是向加法器發出控制信號就可以完成操作,大方向是沒有錯誤,但我們仔細細化下這個過程,首先我們要向加法器發出信號讓他完成加操作,得到的結果從硬件角度來說它是被存在加法器上方的累加器中,然后,你還需要將這結果存到a寄存器中。如是add a b就被細化成2步,一個是向加法器發出控制信號,第2個就是調用 mv將器移動到指定位置。所以,我們干脆就寫成
  add ( a , b) {
  想加法器發出控制信號;
  傳輸指令;
  }
  然后我們把這個程序代碼存放到控制存儲器中(所以我說是存儲邏輯),也許有人說:不對你這還是代碼,它是代碼不會變成控制信號。對,但讓我們看完整個步驟。
  我們得到 add a b后,在我們完成對add操作碼的分析后,就可以根據操作碼形成微程序入口地址(每個操作碼都對應一個微程序,這種1對1的關系,自然可以通過微地址形成電路形成入口地址)。在找到入口地址后,我們便取出第一條指令即:向加法器發送信號;這個指令被送到微命令發生器(最終還是邏輯電路)翻譯成信號發送到加法器。接下來微地址形成電路形成后續地址,把地址放到微指令地址寄存器,然后取到微指令放入微指令寄存器,再和上面一樣通過微命令發生器轉換成控制信號,完成傳輸操作。
  也許有人會說:最終還是通過數字電路把代碼變成控制信號,我們干嘛要如此麻煩搞出一個CPCI控制器呢?之前組合邏輯”一步走“的戰略不是很好,沒有必要分幾步完成。
  之前我們說過設計思想就談到了CPCI控制器的優點,這里我們就結合他的步驟和組成仔細看它的優勢在哪兒。
  1.每一個指令對應一個微程序,這個微程序是被存儲在控制存儲器中,一旦我想改變這個指令或者優化這個指令,或者說我想新增一個指令。我只要從新把新的微程序灌到控制存儲器中,而這個硬件線路不用更改。所以它擴展和修改要簡單。
  2.設計更合理,我們知道計算機有時候某些指令會有重合,比如之前的add指令和mv指令,都可能會出現mv指令。我們只要把微命令的mv放在add的微程序段中,設計更為合理。
  3.簡化邏輯線路設計,微命令比機器指令要簡單(自己體會),而且數量可能會更少(自己體會,我猜不難理解),所以最后把生成微命令的線路肯定比組合邏輯的鐵板一塊的數字電路要簡單的多。
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