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1、1,時序產生器和控制方式,2,5.3,時序產生器和控制方式,5.3.1,時序產生器作用和體制,5.3.2,時序信號產生器,5.3.3,控制方式,3,5.3.1,時序產生器作用和體制,作用,控制器用時序信號指揮機器工作,CPU,可以用時序信號,周期信息來辨認從內存中,取出的是指令(取指)還是數據(執行,一個,CPU,周期中時鐘脈沖對,CPU,的動作有嚴格,的時序約束,操作控制器發出的各種信號是時間(時序信號,和空間(部件操作信號)的函數,4,5.3.1,時序產生器作用和體制,體制,組成計算機硬件的器件特性決定了時序信號的,基本體制是電位,脈沖制(以觸發器為例,電位輸入端,時鐘脈沖,輸入端,電位,。

2、輸入端,5,5.3.1,時序產生器作用和體制,D,為電位輸入端,CP,Clock Pulse,為脈沖輸入端,R,S,為電位輸入端,特性方程如下,D=0,時,CP,上升沿到來時,D,觸發器狀態置,0,D=1,時,CP,上升沿到來時,D,觸發器狀態置,1,6,5.3.1,時序產生器作用和體制,觸發器使用舉例,CP,連接時序發生器,D,Q,連接寄存器和總線,寄存器內容輸出到總線,寄存器數據準備好,CP,上升沿出現,內容被打入總線或從總線打入寄存器、存儲器,7,5.3.1,時序產生器作用和體制,硬布線控制器，采用,主狀態周期,節拍電,位,節拍脈沖,三級體制,時序信號產生電路復雜,8,5.3.1,時序產。

3、生器作用和體制,微程序控制器,節拍電位,節拍脈沖,二級,體制,節拍電位,CPU,周期,利用微程序順序執行來實現微操作,時序信號產生電路簡單,9,5.3.2,時序信號產生器,功能：產生時序信號,各型計算機產生時序電路不相同,大、中型計算機的時序電路復雜，微型計算機,的時序電路簡單,構成,時鐘源：石英晶體振蕩器,環形脈沖發生器,節拍脈沖和讀寫時序譯碼邏輯,啟停控制邏輯,10,5.3.2,時序信號產生器,構成,11,5.3.2,時序信號產生器,時鐘源,石英,若在石英晶體上施加,交變電場,則,晶體晶格,將產,生機械振動，當外加電場的頻率和晶體的固有振,蕩頻率一致時，則出現晶體的諧振。由于石英晶,體在壓。

4、力下產出的電場強度很小，這樣僅需很弱,的外加電場即可產生形變，這一特性使,壓電石英,晶體很容易在外加交變電場激勵下產生諧振,其,振蕩能量損耗小,振蕩頻率極穩定,這些再加上,石英優良的機械、電氣和化學穩定性，使它自,40,年代以來就成為石英鐘、電子表、電話、電視,計算機等與數字電路有關的頻率基準元件,12,5.3.2,時序信號產生器,環形脈沖發生器,產生有序的脈沖序列,為節拍脈沖的產生做準備,節拍脈沖和讀寫時序譯碼,建立訪存時序與節拍的關系,如：一個,CPU,周期中產生四個等間隔的節拍脈沖,一個,CPU,周期只夠使用一次總線,輸出,T1 T2 T3 T4,13,節拍脈沖舉例,MOV R0 R1,。

5、該指令的,取指,占用一個,CPU,周期，對應于,一個節拍電位,PC-ABus(I,IBus-IR,IR,中,OP,指令譯碼器,在一個節拍電位中完成三個細節操作,有時序關系的三個操作,通過節拍脈沖確定先后次序,14,節拍脈沖舉例,MOV R0 R1,該指令的,執行,也占用一個,CPU,周期，對應,于一個節拍電位,設置,ALU,完成傳送操作,R1-ALU,DBus-DR,DR-R0,在一個節拍電位中完成四個細節操作,有時序關系的四個操作,通過節拍脈沖確定先后次序,15,節拍,脈沖,節拍,電位,16,5.3.2,時序信號產生器,啟停控制邏輯,開機后有連續節拍脈沖,必須按需約束,需要按照規則動作,上邊。

6、：啟停邏輯,Cr,決定控制是否有效,下邊,Cr,觸發器,RS,觸發器,完整節拍生成,17,5.3.3,時序控制方式,怎樣實現時序控制？已知,機器指令所包含的,CPU,周期個數反映了指令的復雜程,度,CPU,周期內的操作信號的數目和出現的先后次序也不,相同,控制方式：控制不同操作序列時序信號的方法,分為以下幾種,同步控制方式,異步控制方式,聯合控制方式,18,5.3.3,控制方式,同步控制方式,指令周期內所需的,CPU,周期數和時鐘周期,數不變,三個可選方案,完全統一的,CPU,周期執行各種不同的指令,采用不定長,CPU,周期,中央控制與局部控制的結合,大部分采用固定,CPU,周期，個別復雜運算采用不定,長,CPU,周期,19,異步控制方式,每條指令周期包括個數不等的,CPU,周期數,也可采用執行后的反饋機制,聯合控制方式,大部分指令在固定的周期內完成，少數難以確定的,操作采用異步方式,機器周期的節拍脈沖固定，但是各指令的機器周期,數不固定(微程序控制器采用。

總結

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