Transcript اسلايد۶
کنترل
ریز برنامه
ریزی شده
کنترل ریز برنامه ریزی شده
چیست؟
•
وظیفه واحد کنترل در
تولید ریز عملیات است.
•
اگر سیگنالهای کنترل توسط سخت افزار
و با استفاده از تکنیکهای طراحی
منطقی متداول ،تولید شوند ،گفته می
شود واحد کنترل سیم بندی شده است.
طراحی واحد کنترل سیم بندی شده در
فصل گذشته بررسی شد.
•
ریز برنامه ریزی روش دیگری برای
طراحی واحد کنترل یک کامپیوتر است.
این روش ،روشی سیستماتیک و زیبا
برای کنترل دنباله عملیات میباشد.
•
یک
کامپیوتر
کنترل ریز برنامه ریزی شده:
• متغیرهای کنترلی که توسط واحد کنترل
تولید میشوند ،دنباله ای از0ها و 1ها
هستند ،که به آنها ،کلمه کنترل
میگوییم.
•واحد کنترل که متغیرهای کنترلی آن در
یک حافظه ذخیره شده باشد ،واحد کنترل
ریز برنامه ریزی شده مینامیم.
•
هر کلمه شامل یک ریزدستور میباشد.
•
•
هر ریزدستور شامل یک یا چند ریزعمل می باشد.
دنباله ای از ریزدستورات ،ریز برنامه گفته می
شود.
کنترل ریز برنامه ریزی شده:
از آنجایی که
• روش ریزبرنامه ریزی استاتیک:
نیازی نخواهد بود که ریزبرنامه ها در زمانی که
واحد کنترل ساخته میشود ،عوض شوند ،واحد کنترل
میتواند یک حافظه فقط با قابلیت خواندن باشد(ROM
).
• روش ریزبرنامه ریزی دینامیک :اجازه میدهد که یک
ریزبرنامه از یک حافظه جانبی به حافظه کنترلی
بار شود .واحد کنترلی که از ریزبرنامه ریزی
دینامیک استفاده میکند از یک حافظه کنترل قابل
نوشتن استفاده میکند .این حافظه کنترل را میتوان
تغییر داد و ریزبرنامه ها را مجددا نوشت.
حافظه
• نکته:
متفاوت است.
کنترلی
با
حافظه
اصلی
سیستم
کنترل ریز برنامه ریزی شده:
لمه کنترل
Control
Data
Register
)(CDR
Control
Memory
Control
Address
Register
)(CAR
ورودی های
خارجی
مولد
آدرس
بعدی
•ثبات آدرس کنترل :CARآدرس ریزدستور را مشخص میکند.
• ثبات داده کنترل ( :)CDRریزدستوری که از حافظه کنترل
خوانده میشود را در خود ذخیره می کند.
• مزیت اصلی کنترل ریز برنامه ریزی شده انعطاف پذیری آن
است ،یعنی اگر بخواهیم کنترل بر سیستم را تغییر دهیم،
تنها کافیست محتویات حافظه کنترل را تغییر دهیم.
•
•البته سرعت روش سیم بندی از ریز برنامه ریزی بیشتر
ولی در روش سیم بندی باید کل سخت افزار تغییر کند.
ساختار کامپیوتر:
•
ثبات :SBR
زیرروال
ثبات
آدرس
و
است
بازگشت در آن
ذخیره میشود.
Memory
409*16
6
Address
MUX
AR
MUX
PC
DR
واحد
محاسبه
و منطق
ALU
AC
CAR
SBR
واحد
كنترل
128*20
واحد
كنترل
كد
دستورالعم
ل
منطق
نگاشت
ساختار واحد کنترل:
ثبات زیر
روال
SBR
منطق
انتخاب
انشعا
mux
ب
مالتي
پلكسر
CAR
ثبات آدرس
كنترل
جمع
با 1
حافظه
كنترل
ساختار ریز عمل:
BR AD
CD
F3
F2
F1ریز عمل
آدرس انشعاب
بیت هاي
وضعیت
F1
رمز گشایی فیلد های ریز عمل
F2
:کنترلF3 های واحد
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
AND
ADD
ALU
DRTAC
FROM PC
SELECT
FROM DR[0-10]
MUX’s
LOAD
AR
LOAD
AC
CLOCK
رمز گشایی فیلد های ریز عمل
کنترل:
واحد
که F1و F2و F3از
نشان میدهد
هایشکل
•
طریق
سه رمزگشا ،سیگنالهای کنترلی را تولید
می کنند.
• هر کدام از خروجیهای رمزگشا باید به
مدارات مناسب متصل شوند.
• مثال :وقتی F1=101باشد ،در کالک بعد،
محتویات ( DR )0-10به ARمنتقل می شود و
یا اگر F2 =110محتویات PCبه ARمنتقل
میشود .مطابق شکل خروجی های 5و 6
رمزگشای Fبه ورودی باز ( )LOADثبات AR
متصل هستند و سایر اتصاالت نیز طوری است
که عملیات مورد نظر صورت پذیرد.
• مشاهده
می
شود
که
بجای
استفاده
از
مثال:
قالب ریز دستور یک کامپیوتر ریزبرنامه ریزی
شده ( )Micro Programmedشامل 3ناحیه است.
ناحیه اول ریزعملهای (1و2و3و4و ،)5ناحیه
دوم ریزعمل های (6و7و )8و ناحیه سوم ریزعمل
های (9و10و11و )12را شامل می شود .مثال ریز
عمل 9انجام نخواهد شد مگر اینکه ریزعمل
های 2و 7انجام شوند .ریزعمل های الزم و
ترتیب اجرای آنها برای یک عمل () OPeration
خاص در شکل نشان داده شده است .منظور از
عمل ’ nآنست که ریز عمل nبرای دومین بار
ناحیه اول
ناحیه دوم
ناحیه سوم
انجام می شود .حداقل ریزعمل های ممکن را
1, 2, 3, 4, 5
6, 7, 8
9, 10, 11, 12
برای انجام این عمل ( ) OPerationبا استفاده
از اعداد نوشته شده در داخل دایره ها ،به
7
این عمل نیاز به 7دستور دارد.
3
2
9
𝟑𝐩𝐨𝝁 𝟐𝐩𝐨𝝁 𝟏𝐩𝐨𝝁
-
7
2
9
-
3
10
8
’2
11
-
5
’9
-
4
12
’7
-
-
6
1
5
2
4
8
10
11
9
12
1
7
6
ناحیه سوم
ناحیه دوم
ناحیه اول
9, 10, 11, 12
6, 7, 8
1, 2, 3, 4, 5
• مثال :محاسن و معایب روش سخت افزاری در
برابر روش ریزبرنامه ریزی
زیر در طراحی واحد کنترل چیست؟
پاسخ:
روش سخت افزاری
روش ریزبرنامه ریزی
سریع تر
کند است زیرا هر ریزدستور باید از
حافظه کنترلی واکشی شود.
قابل اتعطاف
نیست یعنی نمی
تواند تغییرکند
منعطف است .یعنی افزودن یا کاستن یک
دستور یا چند دستور امکان پذیر می
باشد.