计算机模型机的的设计.pptVIP

组合逻辑控制器的设计与实现 计算机学院 指导老师：罗克露 刘辉 冯立平 功能描述和结构  功能描述： － 根据现行指令、PSW、控制台命令、IO设备接口状态、中断请求、时序系统等产生所需微命令；控制整个CPU的运行。 结构 － 指令译码器 － 时序发生器 － 编码器 － 微操作信号发生器 输入和输出端口定义 输入 RST /*复位信号 CONSOL /*控制台输入（键盘）； IO /*IO设备接口； PSW /*寄存器PSW； TIM_QUE /*时序系统（三级时序）； IR_CODE /*指令输入(16 位)； 输出 READ /*读存储器； WRITE /*写存储器； 输入和输出端口定义（续） 输出 CPR0 /*寄存器R0的打入脉冲 CPR1 /*寄存器R1的打入脉冲 CPR2 /*寄存器R2的打入脉冲 CPR3 /*寄存器R3的打入脉冲 CPC /*寄存器C的打入脉冲 CPD /*寄存器D的打入脉冲 CPPC /*寄存器PC的打入脉冲 CPSP /*寄存器SP的打入脉冲 CPMBR /*寄存器MBR的打入脉冲 CPMAR /*寄存器MAR的打入脉冲 CPPSW /*寄存器PSW的打入脉冲 输入和输出端口定义（续） 输出 SMBR /*寄存器MBR的置入端; SIR /*寄存器R1的置入端; EMAR /*寄存器MAR的使能端; SELA3 /*选择器A的选择控制（3位） SELB3 /*选择器B的选择控制（3位） CON_ALU6 /*ALU的功能控制（6位） SHIFT_REG2 /*移位器的控制（2位）—左移、 右移、直传（DM）; 指令译码器 说明： － 由于译码后输出较多，所以按操作类型（IR15—IR12），源寄存器号（IR11—IR9），源寻址方式（IR8--IR6），目的寄存器号（IR5—IR3），目的寻址方式（IR2—IR0）分为五个译码器。 操作类型码： － 输入：IR15，IR14，IR13，IR12 －输出：MOV，ADD，SUB，AND，OR，EOR，COM，NEG， INC，DEG，SL，SR，JMP_RST，JSR －功能描述表（见下页） 指令译码器（续） 功能描述表 指令译码器（续） 源寄存器号译码 U_SREG_DECOD 输入：IR11，IR10，IR9 输出：S_R0,S_R1，S_R2 ,S_R3,S_SP,S_PSW ,S_PC 功能描述表（见下页） 指令译码器（续） 源寄存器号译码（功能描述表） 指令译码器（续） 源寄存器寻址方式译码 U_SADDR_DECOD － 输入：IR8，IR7，IR6 －输出：S_ADDR_REG , S_ADDR_INDI , S_ADDR_DECR , S_ADDR_INCR , S_DOUB_INDI , S_ADDR_VARI , S_ADDR_SKP － 功能描述表（见下页） 组合逻辑控制器（续） 源寄存器寻址方式译码（功能描述表） 指令译码器（续） 目的寄存器号译码（与源寄存器类同，不再赘述） 目的寄存器寻址译码（与源寄存器类同，不再赘述） 时序发生器 说明： － 模型机的时序系统采取三级时序（工作周期，时钟周期，工作脉冲） 工作周期 －模型机设置六种工作周期状态，用六个周期状态触发器作为它们的标志。某一时期内只有其中一个周期状态触发器为1，指明CPU现在所处的工作周期状态，为该阶段的工作提供时间标志与依据。由于暂时不考虑DMA，所以只设置五个工作周期。 （1）取指周期FT （2）源周期ST （3）目的周期DT （4）执行周期ET （4）中断周期IT 时序发生器（续） 工作周期 不同类型指令所需的工作周期可能不同。在每一工作周期结束前，判断下一个周期状态是