第九章 控制单元的功能
9.1 微操作命令的分析
控制单元发出一系列的微操作命令，这些作为控制信号控制计算机执行程序
9.1.1 取指周期
Ad(IR)→MAR
1→R
M(MAR)→MDR
MDR→IR
OP(IR)→PC
PC+1→PC
9.1.2 间址周期
Ad(IR)→MAR
1→R
M(MAR)→MDR
MDR→Ad(IR)
9.1.3 执行周期
1、非访存指令
2、访存指令
（1）加法 ADD X
Ad(IR)→MAR
1→R
M(MAR)→MDR
(MDR)+(ACC)→ACC
（2）存数 STA X
Ad(IR)→MAR
1→W
ACC→MDR
(MDR)→M(MAR)
（3）取数 LDA X
Ad(IR)→MAR
1→R
M(MAR)→MDR
MDR→ACC
3、转移指令
（1）无条件转移指令 JMP X
Ad(IR)→PC
（2）条件转移 BAN X（负则转）
看书：一个表达式
9.1.4 中断周期
中断隐指令：
保存断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断
0→MAR
1→W
PC→MDR
MDR→M(MAR)
向量地址→PC
0→EINT
9.2 控制单元的功能
9.2.1 控制单元CU的外特性
1、输入信号
（1）时钟
（2）标志
（3）指令寄存器
（4）控制信号（来自系统总线）
2、输出信号
（1）CPU内的控制信号
（2）送至系统总线的信号
9.2.2 控制信号举例
1、不采用CPU内部总线的方式
（1）取指周期
（2）间址周期
（3）执行周期
（4）中断周期
2、采用CPU内部总线的方式
9.2.3 多级时序系统
1、机器周期
定长机器周期、不定长机器周期
一个指令周期可以含有多个机器周期，而一个机器周期又可以含有多个时钟周期；
且他们所含的数量都可以不一样。
2、时钟周期（节拍、状态）
3、多级时序系统
9.2.3 控制方式
1、同步控制方式
（1）定长的机器周期
（2）不定长的机器周期
（3）中央控制和局部控制相结合的方法
2、异步控制方式
3、联合控制方式
4、人工控制方式
（1）reset复位
（2）连续或单条执行转换开关
（3）符合停机开关
9.2.5 多级时序系统实例分析（做了简单的阅读）
第十章 控制单元的设计
10.1 组合逻辑设计（硬布线）
10.1.1 组合逻辑控制单元框图
10.1.2 微操作的节拍安排
安排原则：①注意微操作节拍的次序
②对于不同的控制对象，如果可以在一个节拍内执行，尽量安排在同一个节拍内
③对于占用时间比较短的微操作，尽量安排在一个节拍内，并允许他们有先后次序
1、取指周期
2、间址周期
3、执行周期
（1）非访存指令
（2）访存指令
（3）转移类指令
4、中断周期
10.1.3 组合逻辑设计步骤
1、列出微操作命令的操作时间表
2、写出微操作命令的最简逻辑表达式
3、画出微操作命令的逻辑图
10.2 微程序设计
10.2.1 微程序设计思想的产生
10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理
（1）取指阶段
（2）执行阶段
10.2.3 微指令的编码方式
1、直接编码
每一位代表一个微操作命令
含义清晰、执行速度快；但微指令操作控制字段位数很长，控存容量大
2、字段直接编码（显示编码）
将微指令的操作控制字段分成若干段，将一组互斥的为操作命令放在一个字段内，对字段译码来形成对应的微命令
缩短了微指令的长度；但增加了译码电路，微程序的执行速度稍微减慢
3、字段间接编码（隐式译码）
一个字段中的某些微命令还需由另一个字段中的某些微命令来解释
进一步缩短了指令字长，但削弱了微指令的并行控制能力
4、混合编码
5、其他
10.2.4 微指令序列地址的形成
1、直接由微指令的下地址字段指出
2、根据机器指令的操作码形成
3、增量计数器法
(CMAR)+1→CMAR
4、分支转移
转移方式字段
5、通过测试网络形成
6、由硬件产生微程序入口地址
10.2.5 微指令格式
1、水平型微指令
直接编码、字段直接编码、字段间接编码、混合编码都是水平型微指令
2、垂直型微指令
类似机器指令操作码的方式，设置操作码字段
3、水平型微指令和垂直型微指令格式的比较
（1）水平型微指令并行操作性强，效率高、灵活性强
（2）水平型微指令执行一条机器指令所需要的微指令数目少，嘟嘟比垂直型微指令的速度快
（3）水平型微指令用较短的微程序结构换取较长的微指令结构，而垂直型正相反，它以较长的位程序结构换取较短的微指令结构
（4）水平型微指令与机器指令差别较大，垂直型微指令与机器指令相似
10.2.6 静态微程序设计和动态微程序设计
静态是微指令系统不变，控存用ROM实现
动态是微指令系统可变，控存用EPROM实现，可以在一台机器上实现不同的微指令系统，便于进行仿真
10.2.7 毫微程序设计
微程序是用来解释机器指令的，毫微程序是用来解释微程序的，毫微程序的毫微指令是用来解释微指令的。
毫微程序设计采用两级的微程序设计方法，第一级微程序为垂直型微指令，第二级为水平型微指令
10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制
并行微程序控制方式很像指令流水
10.2.9 微程序设计举例
1、写出对应机器指令的微操作和节拍安排
2、确定微指令的格式
（1）微指令编码方式
（2）后续微指令地址的形成方式
①微指令的下地址字段直接指出 ②机器指令的操作码形成 ③增量计数器法
④通过测试网络形成 ⑤分支转移 ⑥硬件直接形成
（3）微指令字长
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