控制单元设计

控制单元分为两大类:

1. 电路的控制
2. 微程序控制的控制

电路的控制

硬连线控制组织包括用门、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。

• 硬连线控制由两个解码器、一个序列计数器和一些逻辑门组成。
• 从存储器单元取出的指令被放入指令寄存器(IR)中。
• 指令寄存器的组件包括;1位是操作码，0到11位。
• 第12位到第14位的操作码用3 × 8解码器编码。
• 解码器的输出由符号D0到D7指定。
• 第15位的操作码被传送到一个由符号I指定的触发器。
• 从0位到11位的操作码应用于控制逻辑门。
• 序列计数器(SC)可以从0到15进行二进制计数。

微程序控制

采用编程方法实现微程序控制组织。

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完成的。

下图显示了一个微程序控制组织的框图。

• 控制内存地址寄存器指定微指令的地址。
• 控制存储器被假定为一个ROM，所有的控制信息都永久存储在其中。
• 控制寄存器保存从内存中取出的微指令。
• 微指令包含一个控制字，它为数据处理器指定一个或多个微操作。
• 当微操作被执行时，下一个地址在下一个地址产生电路中被计算，然后被转移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被称为微程序排序器，因为它决定从控制存储器中读取的地址序列。