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1、1,時序產(chǎn)生器和控制方式,2,5.3,時序產(chǎn)生器和控制方式,5.3.1,時序產(chǎn)生器作用和體制,5.3.2,時序信號產(chǎn)生器,5.3.3,控制方式,3,5.3.1,時序產(chǎn)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(nèi)存中,取出的是指令(取指)還是數(shù)據(jù)(執(zhí)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(fā)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(shù),4,5.3.1,時序產(chǎn)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(fā)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(chǎn)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(fā)器狀態(tài)置,0,D=1,時,CP,上升沿到來時,D,觸發(fā)器狀態(tài)置,1,6,5.3.1,時序產(chǎn)生器作用和體制,觸發(fā)器使用舉例,CP,連接時序發(fā)生器,D,Q,連接寄存器和總線,寄存器內(nèi)容輸出到總線,寄存器數(shù)據(jù)準備好,CP,上升沿出現(xiàn),內(nèi)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(chǎn)生器作用和體制,硬布線控制器，采用,主狀態(tài)周期,節(jié)拍電,位,節(jié)拍脈沖,三級體制,時序信號產(chǎn)生電路復(fù)雜,8,5.3.1,時序產(chǎn)。

3、生器作用和體制,微程序控制器,節(jié)拍電位,節(jié)拍脈沖,二級,體制,節(jié)拍電位,CPU,周期,利用微程序順序執(zhí)行來實現(xiàn)微操作,時序信號產(chǎn)生電路簡單,9,5.3.2,時序信號產(chǎn)生器,功能：產(chǎn)生時序信號,各型計算機產(chǎn)生時序電路不相同,大、中型計算機的時序電路復(fù)雜，微型計算機,的時序電路簡單,構(gòu)成,時鐘源：石英晶體振蕩器,環(huán)形脈沖發(fā)生器,節(jié)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(chǎn)生器,構(gòu)成,11,5.3.2,時序信號產(chǎn)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(chǎn),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(xiàn)晶體的諧振。由于石英晶,體在壓。

4、力下產(chǎn)出的電場強度很小，這樣僅需很弱,的外加電場即可產(chǎn)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(chǎn)生諧振,其,振蕩能量損耗小,振蕩頻率極穩(wěn)定,這些再加上,石英優(yōu)良的機械、電氣和化學穩(wěn)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(shù)字電路有關(guān)的頻率基準元件,12,5.3.2,時序信號產(chǎn)生器,環(huán)形脈沖發(fā)生器,產(chǎn)生有序的脈沖序列,為節(jié)拍脈沖的產(chǎn)生做準備,節(jié)拍脈沖和讀寫時序譯碼,建立訪存時序與節(jié)拍的關(guān)系,如：一個,CPU,周期中產(chǎn)生四個等間隔的節(jié)拍脈沖,一個,CPU,周期只夠使用一次總線,輸出,T1 T2 T3 T4,13,節(jié)拍脈沖舉例,MOV R0 R1,。

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

6、：啟停邏輯,Cr,決定控制是否有效,下邊,Cr,觸發(fā)器,RS,觸發(fā)器,完整節(jié)拍生成,17,5.3.3,時序控制方式,怎樣實現(xiàn)時序控制？已知,機器指令所包含的,CPU,周期個數(shù)反映了指令的復(fù)雜程,度,CPU,周期內(nèi)的操作信號的數(shù)目和出現(xiàn)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(lián)合控制方式,18,5.3.3,控制方式,同步控制方式,指令周期內(nèi)所需的,CPU,周期數(shù)和時鐘周期,數(shù)不變,三個可選方案,完全統(tǒng)一的,CPU,周期執(zhí)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(jié)合,大部分采用固定,CPU,周期，個別復(fù)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(shù)不等的,CPU,周期數(shù),也可采用執(zhí)行后的反饋機制,聯(lián)合控制方式,大部分指令在固定的周期內(nèi)完成，少數(shù)難以確定的,操作采用異步方式,機器周期的節(jié)拍脈沖固定，但是各指令的機器周期,數(shù)不固定(微程序控制器采用。

總結(jié)

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