14-控制单元的设计
一、组合逻辑设计
1.组合逻辑控制单元框图
1） CU外特性
2.微操作的节拍安排
采用同步控制方式
一个机器周期内有3个节拍（时钟周期）
1）安排微操作时序的原则
原则1 微操作的先后顺序不得随意更改
原则2 被控对象不同的微操作 尽量安排在一个节拍内完成
原则3 占用时间较短的微操作 尽量安排在一个节拍内完成 并允许有先后顺序，比如一个安排在节拍的上升沿，一个安排在节拍的下降沿
2）取指周期微操作的节拍安排
T_0 原则二
PC-> MAR
1->R
T_1 原则二
M(MAR)->MDR
(PC)+1->PC
T_2 原则三
MDR->IR
OP(IR)->ID
-
间址周期微操作的节拍安排
T_0
Ad(IR)->MAR
1->R
T_1
M(MAR)->MDR
T_2
MDR->Ad(IR) -
执行周期微操作的节拍安排
a) CLA ACC清零
T_0
T_1
T_2 0->AC
b）COM ACC取反
T_0
T_1
T_2 AC取反->AC
c）SHR 算术右移
T_0
T_1
T_2 L(AC)->R(AC) AC_0->AC_0
d）CSL 向左循环移位
T_0
T_1
T_2 R(AC)->L(AC) AC_0->AC_n
e）STP 停机
T_0
T_1
T_2 0->G
f）ADD x 加法操作
T_0 Ad(IR)->MAR 1->R
T_1 M(MAR)->MDR
T_2 (AC)+(MDR)->AC
g）STA x 存数操作
T_0 Ad(IR)->MAR 1->W
T_1 AC ->MDR
T_2 MDR->M(MAR)
h）LDA x 加载内存数据
T_0 Ad(IR)->MAR 1->R
T_1 M(MAR)->MDR
T_2 MDR->AC
i）JMP X 跳转指令
T_0
T_1
T_2 Ad(IR)->PC
j）BAN X
T_0
T_1
T_2 A_0Ad(IR)+A_0取反PC->PC -
中断周期微操作的节拍安排
T_0 0->MAR 1->W 硬件关中断
T_1 PC->MDR
T_2 MDR->M(MAR) 向量地址->PC
中断隐指令完成
- 组合逻辑设计步骤
特点
思路清晰，简单明了
庞杂，调试困难，修改困难
速度快（RISC）