• 内容讲解

1.微操作与数据通路

控制器在实现一条指令的功能时,总是把每一条指令分解成时间上先后有序的一系列最基本、最简单、不可再分的操作控制动作,这种最基本、最简单、不可再分的操作称为微操作(Microoperation)。

我们通常把许多寄存器之间传输信息的通路称为数据通路(Data Path),它控制信息从什么地方开始,中间经过哪个寄存器或多路开关,最后传送到哪个寄存器。

在数据通路中,微操作通过自身的控制作用和彼此之间的密切配合,使指令流、数据流等信息流按照预定的路径流动,以实现指令的功能。每一条指令的功能决定了它所需要的一系列带时序的微操作信号。

2.操作控制器

控制器的基本功能是负责指令的读出、识别和解释,并指挥协调各功能部件执行指令。

操作控制器是CPU中完成取指令和执行指令全过程的部件,其主要功能是根据指令操作码和时序信号的要求,产生各种操作控制信号,以便在各寄存器之间正确地建立数据通路,从而完成取指令和执行指令的控制。

根据设计方法不同,操作控制器可分为组合逻辑控制器和微程序控制器两种,二者的区别在于其中的控制信号形成部件不同,进而反映出不同的设计原理和方法。根据使用器件的不同,组合逻辑控制器又可进一步细分为硬连线控制器和门阵列控制器。

3.时序发生器

CPU中除了操作控制器外,还必须包括时序发生器。

由于计算机的高速工作,每一个动作的时间必须非常严格,不能有任何差错。时序发生器的作用,就是对操作控制器产生的各种控制信号实施时间上的严格控制,产生各功能部件所需要的定时控制信号。