计算机控制单元设计

本文概述

• 硬连线控制
• 微程序控制

控制单元分为两大类：

1. 硬连线控制
2. 微程序控制

硬连线控制

硬线控制组织涉及将通过门, 触发器, 解码器和其他数字电路实现的控制逻辑。

下图显示了硬连线控制组织的框图。

• 硬接线控件由两个解码器, 一个序列计数器和多个逻辑门组成。
• 从存储单元提取的指令被放置在指令寄存器（IR）中。
• 指令寄存器的组成部分包括： I位, 操作码, 以及位0到11。
• 第12到14位中的操作码由3 x 8解码器编码。
• 解码器的输出由符号D0至D7表示。
• 第15位的操作码被传送到由符号I表示的触发器。
• 位0到11的操作码被应用于控制逻辑门。
• 序列计数器（SC）可以从0到15进行二进制计数。

微程序控制

微程序控制组织是通过使用编程方法来实现的。

在微程序控制中, 微操作是通过执行由微指令组成的程序来执行的。

下图显示了微程序控制组织的框图。

• 控制存储器地址寄存器指定了微指令的地址。
• 假定控制存储器是ROM, 其中所有控制信息都永久存储在其中。
• 控制寄存器保存从存储器中取出的微指令。
• 微指令包含一个控制字, 该控制字指定了数据处理器的一个或多个微操作。
• 在执行微操作时, 在下一个地址生成器电路中计算下一个地址, 然后将其传输到控制地址寄存器中以读取下一个微指令。
• 下一个地址生成器通常称为微程序定序器, 因为它确定从控制存储器读取的地址序列。