1、第6章中央处理器6.4实验设计6.4.1PC机中程序的执行 在PC机中,可以用DEBUG的A命令输入程序段,用G命令运行程序段,用T/P命令跟踪程序的执行。6.4.2AEDK实验机的控制器 在AEDK实验机上,提供了运算器模块、指令部件模块、通用寄存器模块、存储器模块、微程序模块、启停和时序模块、总线传输模块以及监控模块。在各个单元实验模块中,各模块的控制信号都由实验者手动模拟产生,而在微程序控制系统中,是在微程序的控制下,自动产生各种单元模块的控制信号,实现特定指令的功能。6.4.2AEDK实验机的控制器(1)微程序控制器构成 模型机采用3片6264构成微程序存储器。采用2片74LS161组
2、成8位微地址寄存器,由3片74LS374组成24位微指令锁存器。6.4.2AEDK实验机的控制器6.4.2AEDK实验机的控制器(2)指令系统 模型机指令系统如表5-4。(3)微指令格式 本模型机采用24位微指令,全水平不编码纯控制场格式,一共有24个微操作控制信号,微程序入口地址采用“按操作码散转”法,指令操作码的高4位作为核心扩展成8位的微程序入口地址。6.4.3EL实验机的控制器(1)EL实验机微指令格式 EL实验机的微程序控制器中,3片E2PROM2816作为控制存储器,存放24位微指令代码。微指令的控制字段采用字段直接编码方式,采用74LS138和74LS273设计微指令译码电路。6
3、.4.3EL实验机的控制器 第1624位是运算器的方式控制(S3S2S1S0MCn)、外部部件的读写控制(WE)和外部部件选通信号(1A、1B)。第1315位经锁存译码后产生运算器锁存控制信号(LDR1、LDR2)、指令寄存器锁存控制信号(LDIR)、寄存器堆写控制信号(LRi)、程序计数器置数控制信号(LOAD)、地址寄存器锁存控制信号(LAR)。第1012位经锁存译码后产生寄存器堆输出控制信号(RAG、RBG、RCG)、移位寄存器输出控制信号(299-G)、运算器输出控制信号(ALU-G)、程序计数器输出控制信号(PC-G)。第79位经锁存译码后产生机器指令译码测试位(P1P4)、运算器进
4、位输出控制信号(AR)、程序计数器时钟控制(LPC)。第16位(uA5uA0)是6位的后续微地址。6.4.3EL实验机的控制器(2)微地址形成电路 EL实验机由一片三态输出8D触发器74LS374、三片E2PROM2816、两片8D触发器74LS273、一片4D触发器74LS175、三片3线-8线译码器74LS138、三片2D触发器74LS74、一片三态门74LS245和两片六反相器74LS04等组成。三片EEPROM2816构成24位控制存储器,两片8D触发器74LS273和一片4D触发器74LS175构成18位微命令寄存器,三片3线-8线译码器74LS138对微命令进行译码。三片2D触发器74LS74构成6位微地址寄存器,它们带有清“0”端和预置端。在不判别测试的情况下,T2时刻打入微地址器的内容即为下一条微指令地址。当T4时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态,完成地址修改。SA5SA0为微控器电路微地址锁存器的强置端输出。6.4.3EL实验机的控制器 EL实验机微程序控制器结构图如图6-23。6.4.3EL实验机的控制器(3)系统微程序流程图 为了向RAM中装入程序和数据,并启动程序运行,设计3个控制操作微程序。控制操作为P4测试,以指令译码器的CA1、CA2为测试条件。控制操作微程序流程图如图6-24。