第十章控制单元的设计本章以10条机器指令为例,介绍控制单元的两种设计方法。第一节组合逻辑设计一、组合逻辑控制单元框图从控制单元的外特性图中可以看出,指令的操作码是决定控制单元发出不同控制信号的关键。为了简化控制单元的逻辑,将存放在IR的n位操作码经过一个译码电路产生2n个输出, 这样,每对应一种操作码便有一个输出送至CU。当然,若指令的操作码长度可变,指令译码线路将更复杂。控制单元的时钟输入实际上是一个脉冲序列,其频率即为机器的主频,它使CU能按一定的节拍(T)发出各种控制信号。 节拍的宽度应满足数据信息通过数据总线从源到目的所需的时间。以时钟为计数脉冲,通过一个计数器,又称节拍发生器,便可产生一个与时钟周期等宽的节拍序列。如果将指令译码和节拍发生器从CU中分离出来,便可得简化的控制单元框图,如下图所示。二、微操作的节拍安排假设机器采用同步控制,每个机器周期包含3个节拍,而且CPU内部结构为非总线结构,其中MAR和MDR分别直接和地址总线和数据总线相连,并假设IR的地址码部分与MAR之间有通路。安排微操作节拍时应注意三点: