硬布线控制器状态转换逻辑自动生成(2019-4-22)
计算机组成原理第五章第5讲硬布线控制器模板PPT课件
若干个 节拍脉 冲
图5.29 硬布线控制器的指令周期流程图
8
5.5 硬布线控制器
（3）微操作控制信号的产生
• 在硬布线控制器中，某一微操作控制信号由布 尔代数表达式描述的输出函数产生。
• 设计微操作控制信号的方法和过程是，根据所 有机器指令流程图，寻找出产生同一个微操作 信号的所有条件，并与适当的节拍电位和节拍 脉冲组合，从而写出其布尔代数表达式并进行 简化，然后用门电路或可编程器件来实现。
感谢您的观看与聆听
本课件下载后可根据实际情况进行调整
18
9
5.5 硬布线控制器
（4）设计步骤
• ①画出指令流程图 • ②列出微操作时间表
将指令流程图中的微操作合理地安排到各个机器周 期的相应节拍和脉冲中去；
微操作时间表形象地表明：什么时间、根据什么条 件发出哪些微操作信号。
10
5.5 硬布线控制器
③进行微操作信号的综合
当列出所有指令的微操作时间表之后，需 要对它们进行综合分析，把凡是要执行某一微 操作的所有条件(哪条指令、哪个机器周期、哪 个节拍和脉冲等)都考虑在内，加以分类组合， 列出各微操作产生的逻辑表达式，然后加以简 化，使逻辑表达式更为合理。
• 组合逻辑控制器除了节拍脉冲信号外，还需要 节拍电位信号。
6
5.5 硬布线控制器
工作原理
• 当机器加电工作时，某一操作控制信号C在某 条特定指令和状态条件下，在某一时序信号的 特定节拍电位和节拍脉冲时间间隔中起作用， 从而激活这条控制信号线，对执行部件实施控 制。
7
5.5 硬布线控制器
P167 图5.29
硬布线控制器
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
《工业控制网络》题库(有答案)
4、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准 IEC61158（ED2.0）中的现 场总线类型有 FF H1、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE、SwiftNet、WorldFIP、 Interbus。
35、 CAN 总线使用的数据编码是：
A. 归零码（RZ）
B. 非归零码（NRZ）
C. 曼彻斯特编码
D. 差分曼彻斯特编码
答案：（B）
36、 在 CAN 总线中，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？
A. 96
B. 127
C. 128
第 5 页 共 16 页
工业控制网络期末考试
D. 255
答案：（A）
工业控制网络期末考试
工业控制网络期末考试复习题
一、概念题
1、现场总线 答：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间
的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2、模拟数据编码
答：分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的 0， 1 状态的，称为模拟数据编码。 3、数字数据编码
二、填空题
1、现场总线控制系统硬件包括：通信线、连接在通信线上的设备；软件包 括：组态工具软件、组态通信软件、控制器编程软件、用户程序软件、设备接口 通信软件、设备功能软件、监控组态软件。
2、在现场总线控制系统中，总线设备主要分为 6 类：变送器/传感器；执行 器；控制器；监控/监视计算机；现场总线网桥/网关；其它现场总线设备，如人 机界面、条形码识别器等。
D. 隐性：VCAN–H＝1.75V,VCAN–L=3.25V, Vdiff =-1.5V；显性：VCAN–H＝4V，VCAN
第20讲 硬布线控制器
+1 送M或ALU
运行状态
地址形成
D
OP
PSW
IR
来自M 产生脉冲型 微命令，控 制定时操作
5.时序线路
功能： 控制操作时间和操作时刻。
工作脉冲
振荡器
时钟脉冲
分频器
时钟周期(节拍)
产生电位 型微命令， 控制操作 时间段
微命令序列 I/O状态 控制台信息
送M
PC 微命令 发生器 时序 …... 译 码
例.一个总线周期包含4个时钟周期
T1 T2 T3 T4
结束
时钟
送地址 读/写数据
总线周期(4T) T1
时钟
送地址 读/写数据
同步方式
Tw T4 T4
结束
T2
T3
总线周期(5T)
扩展同步方式
③同步方式引入异步应答 以固定时钟周期作为时序基础，引入应答思想。
例.8088最大模式，用一根总线请求/应答线 实现总线权的转移。
送M
PC 微命令 发生器 时序 …... 译 码
寻
+1 送M或ALU
运行状态
地址形成
D
OP
PSW
IR
来自M
信号
3.指令寄存器IR
功能： 存放现行指令。 操作码字段 译码器
寻
决定操作 微命令发生器 性质
地址码字段
D
地址形成部件
操作数地址 转移地址
微命令序列 I/O状态 控制台信息
送M
PC 微命令 发生器 时序 …... 译 码
CPU使用 CPU使用 总线 总线 RQ/GT
若干时钟
设备使用 总线
若干时钟
CPU使用 总线
计算机组成原理(李小勇)第五章5-7节-PPT精选文档
计算机学院体系结构中心 2019/3/28
5.7.3流水线中的主要问题
瓶颈问题（流水线中有速度慢的段） 资源相关：多条指令进入流水线后在同一时钟周 期内争用同一功能部件。
5.7.2流水CPU的结构
非流水CPU
流水CPU
计算机学院体系结构中心 2019/3/28
5.7.2流水CPU的结构
•具有两条以上的指令流水线 •上图中流水线满载时，每一个时钟周期可以执行2条指令 •采用时间和空间并行技术
计算机学院体系结构中心 2019/3/28
5.7.2流水CPU的结构
3.流水线（Pipelining）的分类 按级别分为:
管态 目态
计算机学院体系结构中心
2019/3/28
5.7 并行CPU
5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.7.4 并行处理技术 流水CPU的结构 流水线中的主要问题 Pentium CPU
计算机学院体系结构中心
2019/3/28
5.7.1并行处理技术
并行性（Parrelism）概念
计算机学院体系结构中心
2019/3/28
5.6 传统CPU
5.6.1 Intel 8088 5.6.2 IBM370
计算机学院体系结构中心
2019/3/28
5.6.1Intel 8088
计算机学院体系结构中心
2019/3/28
5.6.2 IBM370
IBM370 CPU 1972年 32位 ALU的三个功能部件 寄存器结构 CPU控制状态
计算机组成原理实验 硬布线控制器
计算机组成原理硬布线控制器课件
实现复杂度
硬布线控制器的实现复杂度相对 较低，因为其控制逻辑通过硬件 电路实现，而微程序控制器则需 要编写和维护微程序代码，实现
复杂度较高。
02
硬布线控制器的组 成
控制存储器
功能
存储控制指令，决定各个部件的操作 。
特点
速度快，不易出错，但不易修改和扩 展。
输入输出接口
功能
连接控制器与外部设备，实现数据输入输出。
输入输出控制
硬布线控制器还负责控制 计算机系统比较
执行速度
硬布线控制器由于采用硬件逻辑 电路实现控制指令的执行，因此 在执行速度上通常比微程序控制
器更快。
设计灵活性
微程序控制器通过微程序实现控 制指令的执行，设计灵活性较高 ，而硬布线控制器则相对固定，
高速与低功耗
随着数据处理需求的增长，对硬布线控制器的数据传输速率和功耗性能提出了更高的要求 。未来的控制器将致力于实现更高的数据传输速度和更低的功耗，以满足不断增长的计算 需求。
技术展望
01
新材料与新工艺
随着新材料和新工艺的发展，硬布线控制器有望采用更先进的材料和制
造工艺，以提高性能、降低成本并实现更小的体积。这为控制器在更多
领域的应用提供了可能。
02
可重构计算
可重构计算技术的引入将为硬布线控制器带来新的发展机遇。通过可重
构计算，控制器可以根据不同的任务需求动态调整内部结构，实现高效
的任务处理。
03
人工智能与控制器的融合
随着人工智能技术的不断发展，未来硬布线控制器将与人工智能技术深
度融合。通过集成人工智能算法，控制器能够更好地处理复杂的任务，
变化的计算机系统需求。
06
2019年上半年软件设计师考试上午真题(专业解析+参考答案
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
据此分析每个活动的最早开始和最早完成时间如下所示：综上，完成该项目的最少时间即项目工期为55天
查看解析查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析
查看解析
查看解析
查看解析查看解析
）。
A.
B.
C.
D.
查看解析
查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析根据题意：从A端进入的元素必须从A端出、从
A.
B.
C.
D.
查看解析根据二分法的查找过程：
查看解析查看解析
查看解析
查看解析查看解析
查看解析
查看解析。
硬布线控制器和微程序控制器
1.硬布线控制器硬布线控制器是将控制部件做成产生专门固定时序控制信号的逻辑电路，产生各种控制信号，因而又称为组合逻辑控制器。
这种逻辑电路以使用最少元件和取得最高操作速度为设计目标，因为该逻辑电路由门电路和触发器构成的复杂树型网络，所以称为硬布线控制器。
缺点：（A）．一旦控制部件构成后，除非重新设计和物理上对它重新布线，否则要想增加新的控制功能是不可能的（B）．当执行不同的机器指令时，通过激活一系列彼此很不相同的控制信号来实现对指令的解释，其结果使得控制器往往很少有明确的结构而变得杂乱无章组合逻辑控制器的最大优点是速度快，但是时序控制信号形成部件的结构不规整，使得设计、调试、维修较困难，难以实现设计自动化。
硬布线控制器逻辑设计中注意的事项 (1) 采用适宜指令格式，合理分配指令操作码； (2) 确定机器周期、节拍与主频； (3) 确定机器周期数及一周期内的操作； (4) 进行指令综合；综合所有指令的每一个操作命令，写出逻辑表达式，并进行化简。
(5) 明确组合逻辑电路。
将简化后的逻辑表达式用组合逻辑电路来实现。
操作命令的控制信号先用逻辑表达式列出，进行化简，考虑各种条件的约束，合理选用逻辑门电路、触发器等器件，采用组合逻辑电路的设计方法产生控制信号。
总之，控制信号的设计与实现，技巧性较强，目前已有一些专门的开发系统或工具供逻辑设计使用，但是，对全局的考虑主要依靠设计人员的智慧和经验实现。
2.微程序控制器采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。
所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的，而是由微指令译码产生。
一条机器指令往往分成几步执行，将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中，若干条微指令组成一端微程序，对应一条及其指令。
在设计CPU时，根据指令系统的需要，事先编制好各段微程序，且将它们存入一个专用存储器（称为控制存储器）中。
微程序控制器由指令寄存器IR、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、时序系统、控制存储器CM、微指令寄存器以及微地址形成电路。
计算机组成原理课程设计—硬布线控制器的设计与实现
硬布线控制器的设计与调试教学目的、任务与实验设备教学目的熟练掌握实验5和硬布线控制器的组成原理与应用。
复习和应用数据通路及逻辑表达式。
学习运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟悉集成开发软件中设计调试工具的使用，体会ISP技术相对于传统开发技术的优点。
教学任务按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台硬布线控制器控制的模型计算机。
根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，并调试成功。
在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件。
实验设备TEC－4计算机组成原理实验系统一台直流万用表一只集成电路建议使用ISP芯片（一片ispLSI1032）。
采用ISP器件，则需要一台PC机运行设计自动化软件(例如ispEXPERT)作设计、编程和下载使用。
总体设计思路（描述指令系统，给数据通路）采用与模型计算机相同的指令系统，即12条机器指令。
实验设计中采用该指令系统的子集：去掉中断指令后的3条机器指令，只保留9条指令。
采用的数据通路和微程序控制器方案相同。
·数据通路图和数据通路控制信号DBUS图4 数据通路总体图23控制器的设计思路硬布线控制器能够实现控制功能，关键在于它的组合逻辑译码电路。
译码电路的任务就是将一系列有关指令、时序等的输入信号，转化为一个个控制信号，输出到各执行部件中。
根据硬布线控制器的基本原理，针对每个控制信号S ，可以列出它的译码函数S = f( Im, Mi, Tk, Bj )其中Im 是机器指令操作码译码器的输出信号，Mi 是节拍信号发生器的节拍信号，Tk 是时序信号发生器的时序信号，Bj 是状态条件判断信号。
在TEC—4计算机组成原理实验系统中，因为时序信号Tk （T1—T4）已经直接输送给数据通路，所以译码电路不需Tk 作为输入。
又因为机器指令系统比较简单，操作码只有４位，不需要专门的操作码译码器，因此Im 直接就是操作码，即指令寄存器的IR4—IR7信号。
全国软考真题(中级) 网络工程师 2019年上半年上午 考试真题及答案解析(选择题)
全国软考真题（中级）网络工程师2019年上半年上午考试真题及答案解析（选择题）一、单项选择题（共75分，每题1分。
每题备选项中，只有1个最符合题意）●1.计算机执行指令的过程中，需要由( )产生每条指令的操作信号，并将信号送往相应的部件进行处理，以完成指定的操作。
A.CPU的控制器B.CPU 的运算器C.DMA 控制器D.Cache控制器【参考答案】A【答案解析】运算器和控制器组成中央处理器(CPU)。
控制器负责依次访问程序指令，进行指令译码，并协调其他设备，通常由程序计数器(PC)、指令寄存器、指令译码器状态/31c牛寄存器、时序发生器、微操作信号发生器组成。
运算器负责完成算术、逻辑运算功能，通常由ALU (算术逻辑单元)、寄存器、多路转换器、数据总线组成。
●2.DMA控制方式是在( )之间直接建立数据通路，进行数据的交换处理。
A.CPU与主存B.CPU与外设C.主存与外设D.外设与外设【参考答案】C【答案解析】DMA控制器是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有DMA能力的外设连接起来的控制器。
●3.在( )校验方法中，采用模2运算来构造校验位。
A.水平奇偶B.垂直奇偶C.海明码D.循环冗余【参考答案】D【答案解析】冷门●4.以下关于RISC (精简指令系统计算机)技术的叙述中，错误的是( )。
A.指令长度固定、指令种类尽量少B.指令功能强大、寻址方式复杂多样C.增加寄存器数目以减少访存次数D.用硬布线电路实现指令解码，快速完成指令译码【参考答案】B【答案解析】RISC与CISC：为提高操作系统的效率，人们最初选择向指令系统中添加更多、更复杂的指令来实现，导致指令集越来越大。
这种类型的计算机称为复杂指令集计算机(cisq。
对指令数目和寻址方式做精简，指令的指令周期相同，采用流水线技术，指令并行执研雖更好，这就是精简指令集计算机 (RISC)●5、6.甲公司购买了一个工具软件，并使用该工具软件开发了新的名为“恒友”的软件，甲公司在销售新软件的同时，向客户提供工具软件的复制品，则该行为( )。
单周期硬布线控制器表达式自动生成2020-2-24
X
P2& OP1&~OP0
~OP5&~OP4&~OP3&~O
X
P2& OP1& OP0
~OP5&~OP4&~OP3&
X
OP2&~OP1&~OP0
~OP5&~OP4&~OP3&
X
OP2&~OP1& OP0
~OP5&~OP4&
X OP3&~OP2&~OP1&~OP
~OP5&~OP4& OP3&
X
OP2&~OP1&~OP0
F4&
SRA
0
SRL
0
ADD
0
ADDU
0
SUB
0
AND
0
OR
0
NOR
0
~OP5&~OP4&~OP3&~O
P2&~OP1&~OP0&~F5&~
3
F4&~F3&~F2& F1& F0
~OP5&~OP4&~OP3&~O
P2&~OP1&~OP0&~F5&~
2
F4&~F3&~F2& F1&~F0
~OP5&~OP4&~OP3&~O
指令
OpCode
(十进制)
FUNCT
(十进制)
逻辑表达式最小项
S3
S2
S1
S0
Memto MemW Reg rite
控制器原理
6．控制台
• 控制台用于实现人与机器之间的通信联系，如
启动或停止机器的运行、监视程序运行过程、 对程序进行必要的修改或干预等。
• 早期有硬件控制台，用于设置地址和指令。现 在，在大型机中有软件控制台。通过控制台命 令，控制机器的启停，干预机器的工作。
2019/11/14
22
6.1.4 控制器的组成方式
• 例：8086 CPU中的PSW的格式
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
• CF：进位 • ZF：结果为0 • IF：中断允许
2019/11/14
PF：奇偶 SF：符号 DF：地址增/减量
21
AF：半进位 TF：单步(陷阱) OF：溢出
• 微操作：机器最简单的基本操作
• 一条指令的执行过程可以分解为若干微操作。这 些微操作有着严格的时间顺序要求，不可随意颠 倒。
2019/11/14
16
• (1)脉冲源
• 脉冲源用于产生一定频率的主时钟脉冲。一般采 用石英晶体振荡器作为脉冲源。计算机电源一接 通，脉冲源立即按规定频率给出时钟脉冲。
23
1．组合逻辑型
• 组合逻辑控制器也称为硬联逻辑或硬布线逻辑。
• 组合逻辑控制器是根据控制要求和状态，采用组 合逻辑技术来实现的。其微操作信号发生器是由
门电路组成的复杂树形网络构成的。
• 组合逻辑控制器的设计目标：使用最少器件数和 取得最高操作速度。
• 优点：速度快。巨型机和RISC机为了追求高速度 采用组合逻辑控制器。
• 对指令寄存器中的指令操作码进行译码分析，产 生相应操作的控制电位，提供给微操作控制信号 形成部件。对寻址方式字段进行译码分析，以控 制操作数有效地址的形成。
计组实验报告
计算机组成原理课程设计报告实验名称：硬布线控制器的设计学院：计算机学院班级：2010211301组员：张宇明，郭逊，谌惠民，廉鸿一目录本报告包括以下内容：1. 数据通路图及其说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P42. 硬布线控制器逻辑模块图及设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P53. 硬布线控制器指令周期流程图及设计．．．．．．．．．．．．．．．P84. 控制模块VHDL语言源程序/原理图（包含说明和注释）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P95. 测试波形图（以WRM为例）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P156. 控制模块原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P167. 设计说明书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P178. 设计与调试小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P20 8. 本组成员实验心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P21数据通路图说明：数据通路是将双端口存储器模块和双端口通用寄存器模块连接在一起形成的。
双端口通用寄存器(RF)由一个ispLSI1016实现，功能相当于四个八位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。
双端口寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从右端口读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从左端口读出的通用寄存器。
而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。
LDRi是写入控制信号，当LDRi=1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。
左右端口分别与操作数暂存器DR1和DR2相连，RF的右端口通过三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过右端口送到DBUS上。
计算机组成原理 实验三 硬布线控制器实验
实验三硬布线控制器实验一、实验目的1. 通过多种方式，查看教学计算机指令的执行步骤、运行结果、各组控制信号在每一个执行步骤中的状态、指令之间的衔接等有关内容。
2. 熟悉教学计算机的指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能等内容。
3. 熟悉教学计算机的总体组成和各部件的运行原理，理解控制器部件在计算机整机中的关键作用。
4. 理解和熟悉指令执行步骤的划分方案。
5. 熟悉教学计算机的硬布线控制器各控制命令的控制功能。
二、实验要求1．实验之前要认真预习，写出预习报告，包括操作步骤，实验过程所用数据和运行结果等。
2．实验过程中，要仔细进行，防止损坏设备，分析可能的各种现象，判断结果是否正确，记录运行结果。
3. 实验之后，认真写出实验报告，包括对遇到的各种现象的分析，实验步骤和实验结果，实验心得体会与收获。
三、实验内容1. 将5个拨动开关置为11101（单节拍、指令来自开关、组合逻辑、16位、联机工作方式），按一下RESET。
在单节拍方式下，每按一次START键，执行一个节拍的功能。
此时教学机反复执行这一条指令，对照指令执行流程图，看节拍发生器的状态输出，能够最方便的查看不同类型的指令的执行步骤的变化与连接关系。
此时无须关心指令的执行功能，因为此时指令得不到正确的操作数据和地址。
2. 使用手拨开关SWH和SWL输入16位指令操作码。
注意：如果是双字指令，则只能拨入高16位，此时运算结果不正确，可忽略。
拍。
例如：使用手拨开关SWH和SWL输入MVRD指令的操作码88H（为B组指令），先按RESET键，再依次按START键，看到节拍发生器的状态输出为：0000-0010-0110-0100。
操作序列1：请把ADD、PUSH、LDRA、CALA指令通过开关送给控制器，利用教学机把各自节拍流程找出来，并写在下表中。
操作序列2：请自行从A、B、C、D四组中各选择若干条指令通过开关送给控制器，利用教学机把各自节拍流程找出来，并写在下表中，表格行数可自行增加。
硬布线控制器和微程序控制器
硬布线控制器和微程序控制器1.硬布线控制器硬布线控制器是将控制部件做成产生专门固定时序控制信号的逻辑电路，产生各种控制信号，因而又称为组合逻辑控制器。
这种逻辑电路以使用最少元件和取得最高操作速度为设计目标，因为该逻辑电路由门电路和触发器构成的复杂树型网络，所以称为硬布线控制器。
缺点：（A）．一旦控制部件构成后，除非重新设计和物理上对它重新布线，否则要想增加新的控制功能是不可能的（B）．当执行不同的机器指令时，通过激活一系列彼此很不相同的控制信号来实现对指令的解释，其结果使得控制器往往很少有明确的结构而变得杂乱无章组合逻辑控制器的最大优点是速度快，但是时序控制信号形成部件的结构不规整，使得设计、调试、维修较困难，难以实现设计自动化。
硬布线控制器逻辑设计中注意的事项(1) 采用适宜指令格式，合理分配指令操作码；(2) 确定机器周期、节拍与主频；(3) 确定机器周期数及一周期内的操作；(4) 进行指令综合；综合所有指令的每一个操作命令，写出逻辑表达式，并进行化简。
(5) 明确组合逻辑电路。
将简化后的逻辑表达式用组合逻辑电路来实现。
操作命令的控制信号先用逻辑表达式列出，进行化简，考虑各种条件的约束，合理选用逻辑门电路、触发器等器件，采用组合逻辑电路的设计方法产生控制信号。
总之，控制信号的设计与实现，技巧性较强，目前已有一些专门的开发系统或工具供逻辑设计使用，但是，对全局的考虑主要依靠设计人员的智慧和经验实现。
2.微程序控制器采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。
所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的，而是由微指令译码产生。
一条机器指令往往分成几步执行，将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中，若干条微指令组成一端微程序，对应一条及其指令。
在设计CPU时，根据指令系统的需要，事先编制好各段微程序，且将它们存入一个专用存储器（称为控制存储器）中。
微程序控制器由指令寄存器IR、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、时序系统、控制存储器CM、微指令寄存器以及微地址形成电路。
5th-7
14
பைடு நூலகம் 1．基本设计思想
采用门阵列器件设计控制器的基本 设计思想与早期的硬布线控制器一样： 设计思想与早期的硬布线控制器一样： 首先写出每个操作控制信号的逻辑表达 然后选用某种门阵列芯片， 式，然后选用某种门阵列芯片，并通过 编程来实现这些表达式。 编程来实现这些表达式。
15
例如，当用PLA器件设计微操作控制 例如，当用PLA器件设计微操作控制 PLA 信号时，通常把指令的操作码、 信号时，通常把指令的操作码、节拍电 节拍脉冲和反馈状态条件作为PLA PLA的 位、节拍脉冲和反馈状态条件作为PLA的 输入，而按一定的“ 输入，而按一定的“与－或”关系编排 后的逻辑阵列输出， 后的逻辑阵列输出，便是所需要的微操 作控制信号。徽操作控制信号C 作控制信号。徽操作控制信号C是操作码 节拍电位M 节拍脉冲T和反馈条件B I、节拍电位M、节拍脉冲T和反馈条件B 的函数即 C= f（I，M，T,B）。
2
2．硬布线控制器结构原理
硬布线控制器主要由组合逻辑网络、 硬布线控制器主要由组合逻辑网络、 指令寄存器和指令译码器、节拍电位／ 指令寄存器和指令译码器、节拍电位／ 节拍脉冲发生器等部分组成。其中， 节拍脉冲发生器等部分组成。其中，组 合逻辑网络产生计算机所需的全部操作 命令（包括控制电位与打入脉冲）， ），是 命令（包括控制电位与打入脉冲），是 控制器的核心。 控制器的核心。硬布线控制器的结构原 理如图5.29所示。 5.29所示 理如图5.29所示。
13
5.4.2 门阵列控制器
由大量的与门、 由大量的与门、或门阵列等电路构成 的器件，简称为门阵列器件． 的器件，简称为门阵列器件．用门阵列器 件设计的操作控制器，称为门阵列控制器。 件设计的操作控制器，称为门阵列控制器。 门阵列器件中有小规模、 门阵列器件中有小规模、中规模集成电路 制作的逻辑器件， 制作的逻辑器件，也有大规模集成电路制 作的通用可编程逻辑器件。 作的通用可编程逻辑器件。