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钻石彩票网站 > 技术文章 > 详解CPCI控制器的组成和工作步骤
详解CPCI控制器的组成和工作步骤
发布时间:2019-04-04   点击次数:297次
  CPCI控制器组成:指令寄存器,指令计数器,状态字寄存器,时序线路,控制存储器,微指令寄存器,微地址寄存器,微地址形成电路。
  CPCI控制器工作步骤:
  整体大方向是和组合逻辑控制器是一模一样的。组合逻辑控制器的微指令形成我上面只是一句话带过“2个信号都被送入微指令发生器,微指令在一系列的门电路分析完毕后从其中一个引脚发出读取指令“,我对于如何生成这个读取信号并没有多做说明,因为这个是数字电路的内容。CPCI控制器只是在这个信号的形成上和组合逻辑有重大区别,因此,只要弄明白微程序是如何形成这个控制信号的就知道他们的区别。
  其实在一开始介绍设计思想时候就大致知道CPCI控制器的不同。还是以之前的add a b 这个汇编指令来做例子,取指令和取操作数就不仔细看了,我们只看控制信号是如何形成的(当然取指令和取操作数也需要控制信号的形成,我们分析下 add这个指令是如何翻译成一系列的控制信号,就可以以此类推)。
  此时add已经到达了IR中,a和b操作数已经被送入到了指定的寄存器中,也许你的想法是向加法器发出控制信号就可以完成操作,大方向是没有错误,但我们仔细细化下这个过程,首先我们要向加法器发出信号让他完成加操作,得到的结果从硬件角度来说它是被存在加法器上方的累加器中,然后,你还需要将这结果存到a寄存器中。如是add a b就被细化成2步,一个是向加法器发出控制信号,第2个就是调用 mv将器移动到指定位置。所以,我们干脆就写成
  add ( a , b) {
  想加法器发出控制信号;
  传输指令;
  }
  然后我们把这个程序代码存放到控制存储器中(所以我说是存储逻辑),也许有人说:不对你这还是代码,它是代码不会变成控制信号。对,但让我们看完整个步骤。
  我们得到 add a b后,在我们完成对add操作码的分析后,就可以根据操作码形成微程序入口地址(每个操作码都对应一个微程序,这种1对1的关系,自然可以通过微地址形成电路形成入口地址)。在找到入口地址后,我们便取出第一条指令即:向加法器发送信号;这个指令被送到微命令发生器(最终还是逻辑电路)翻译成信号发送到加法器。接下来微地址形成电路形成后续地址,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,再和上面一样通过微命令发生器转换成控制信号,完成传输操作。
  也许有人会说:最终还是通过数字电路把代码变成控制信号,我们干嘛要如此麻烦搞出一个CPCI控制器呢?之前组合逻辑”一步走“的战略不是很好,没有必要分几步完成。
  之前我们说过设计思想就谈到了CPCI控制器的优点,这里我们就结合他的步骤和组成仔细看它的优势在哪儿。
  1.每一个指令对应一个微程序,这个微程序是被存储在控制存储器中,一旦我想改变这个指令或者优化这个指令,或者说我想新增一个指令。我只要从新把新的微程序灌到控制存储器中,而这个硬件线路不用更改。所以它扩展和修改要简单。
  2.设计更合理,我们知道计算机有时候某些指令会有重合,比如之前的add指令和mv指令,都可能会出现mv指令。我们只要把微命令的mv放在add的微程序段中,设计更为合理。
  3.简化逻辑线路设计,微命令比机器指令要简单(自己体会),而且数量可能会更少(自己体会,我猜不难理解),所以最后把生成微命令的线路肯定比组合逻辑的铁板一块的数字电路要简单的多。
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