(3)--8.3组合逻辑设计计算机组成原理与体系结构.ppt

ComputerOrganizationandArchitecture计算机组成原理与体系结构第8章控制单元的功能与设计第3节组合逻辑设计目录/Contents010203组合逻辑控制单元框图微操作的节拍安排组合逻辑设计步骤一、组合逻辑控制单元框图1.CU外特性IR节拍发生器CUT0T1TnCLK（机器主频）标志012n-1C0C1Cn操作码译码n位操作码组合逻辑设计 2.节拍信号CLKT0T1T2T3时钟周期机器周期机器周期T0T1T2T3T0T1T2T3 二、微操作的节拍安排采用同步控制方式CPU内部结构采用非总线方式一个机器周期内有3个节拍（时钟周期）PCIRACCU时钟ALUC1C2C5C9C0C10C3C7C4C6C12C11C8控制信号标志控制信号MDRMAR 1.安排微操作时序的原则原则一微操作的先后顺序不得随意更改原则二被控对象不同的微操作尽量安排在一个节拍内完成原则三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控制单元的功能2.取指周期微操作的节拍安排PCMARM(MAR)MDRMDRIR(PC)+1PC原则二原则二原则三3.间址周期微操作的节拍安排M(MAR)MDRMDRAd(IR)T0T1T2T0T1T21ROP(IR)IDAd(IR)MAR1R组合逻辑设计4.执行周期微操作的节拍安排CLACOMSHRT0T1T2T0T1T2T0T1T2AC0AC0L(AC)R(AC)0ACACAC组合逻辑设计CSLSTPADDXSTAXR(AC)L(AC)AC0ACnT0T1T20GT0T1T2T0T1T2T0T1T2Ad(IR)MARM(MAR)MDR(AC)+(MDR)ACAd(IR)MARACMDRMDRM(MAR)1R1W组合逻辑设计LDAXJMPXBANXT0T1T2Ad(IR)MARM(MAR)MDRMDRACT0T1T2T0T1T2Ad(IR)PC1RA0Ad(IR)+A0PCPC组合逻辑设计5.中断周期微操作的节拍安排T0T1T20MARPCMDRMDRM(MAR)硬件关中断向量地址PC中断隐指令完成1W组合逻辑设计三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表T2T1T0FE取指JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记PCMAR1RM(MAR)MDR(PC)+1PCMDRIROP(IR)ID1IND1EXII间址特征三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表T2T1T0IND间址JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRMDRAd(IR)1EXIND间址周期标志T2T1T0EX执行JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRACMDR(AC)+(MDR)ACMDRM(MAR)MDRAC0AC1W三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表T2T1T0FE取指JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记PCMAR1RM(MAR)MDR(PC)+1PCMDRIROP(IR)ID1IND1EXII111111111111111111111111111111111111111111三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表T2T1T0IND间址JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRMDRAd(IR)1EXIND111111111111111111三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表T2T1T0EX执行JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信号状态条件节拍工作周期标记Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRACMDR(AC)+(MDR)ACMDRM(MAR)MDRAC0AC1W1111111111111三、组合逻辑设计步骤1.列出操作时间表2.写出微操作命令的最简表达式=FET1+INDT1(ADD+STA+LDA+JMP+BAN)+EXT1(ADD+LDA)M(MAR)MDR=T1FE+IND(ADD+STA+LDA+JMP+BAN)+EX(ADD+LDA)组合逻辑设计3.画出逻辑图特点思路清晰，简单明了庞杂，调试困难，修改困难速度快&11&1FEINDEXLDAADDJMPBANSTAT1M(MAR)MDR（RISC）&微操作的节拍安排组合逻辑设计步骤小结组合逻辑设计组合逻辑控制单元框图