بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
کنترل
ریز برنامه ریزی شده
اسلاید 2 :
کنترل ریز برنامه ریزی شده چیست؟
وظیفه واحد کنترل در یک کامپیوتر 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.
اسلاید 3 :
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.
اسلاید 4 :
کنترل ریز برنامه ریزی شده:
روش ریزبرنامه ریزی استاتیک: از آنجایی که 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 مجدداٌ نوشت.
نکته: حافظه کنترلی با حافظه اصلی سیستم متفاوت است.
هر دستور که در حافظه اصلی ذخیره شده است، موجب اجرای دنباله ای از ریزدستورات در حافظه کنترلی می شود، که این ریزدستورات، ریز عملیات مربوط به واکشی، ترجمه و اجرای دستور را تولید میکنند.
اسلاید 5 :
کنترل ریز برنامه ریزی شده:
ثبات آدرس کنترل CAR: آدرس ریزدستور را مشخص میکند.
ثبات داده کنترل ( CDR): ریزدستوری 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.
ولی در روش سیم بندی باید کل سخت افزار تغییر کند.
البته سرعت روش سیم بندی از ریز برنامه ریزی بیشتر است.
مولد آدرس بعدی
Control Data Register
(CDR)
Control Memory
Control Address Register
(CAR)
ورودی های
خارجی
کلمه کنترل
اسلاید 6 :
ساختار کامپیوتر:
ثبات SBR:
ثبات زیرروال است و آدرس بازگشت در آن ذخیره میشود.
Memory
16*4096
MUX
واحد محاسبه
و منطق
ALU
MUX
CAR
SBR
واحد كنترل
128*20
واحد كنترل
Address
اسلاید 7 :
ساختار واحد کنترل:
جمع با 1
كد دستورالعمل
منطق نگاشت
مالتي پلكسر
CAR
ثبات آدرس كنترل
ثبات زير روال
SBR
منطق انشعاب
بيت هاي
وضعيت
انتخاب
mux
ريز عمل
آدرس انشعاب
حافظه كنترل
ساختار ریز عمل:
اسلاید 8 :
رمز گشایی فیلد های ریز عمل های واحد کنترل:
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
CLOCK
MUX’s
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
ALU
LOAD
SELECT
FROM PC
FROM DR[0-10]
DRTAC
ADD
AND
LOAD
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
اسلاید 9 :
رمز گشایی فیلد های ریز عمل های واحد کنترل:
شکل نشان میدهد که F1 وF2 و F3 از طریق سه رمزگشا، سیگنالهای کنترلی را تولید می کنند.
هر کدام از خروجیهای رمزگشا باید به مدارات مناسب متصل شوند.
مثال: وقتی 101=F1 باشد، در کلاک بعد، محتویات (10-0) DR بهAR منتقل می شود و یا اگر110= F2 محتویات PC به AR منتقل میشود. مطابق شکل خروجی های 5 و 6 رمزگشای F به ورودی باز (LOAD) ثبات AR متصل هستند و سایر اتصالات نیز طوری است که عملیات مورد نظر صورت پذیرد.
مشاهده می شود که بجای استفاده از گیتها برای تولید سیگنالهاهی کنترلی AND وADD.. مطابق کامپیوتر پایه در فصل های قبل، این ورودیها از خروجی های رمزگشاها تولید می شوند.
اسلاید 10 :
مثال:
قالب ریز دستور یک کامپیوتر ریزبرنامه ریزی شده ( Micro Programmed) شامل3 ناحیه است.
ناحیه اول ریزعملهای (1و2و3و4و5)، ناحیه دوم ریزعمل های (6و7و8) و ناحیه سوم ریزعمل های (9و10و11و12) را شامل می شود . مثلا ریز عمل 9 انجام نخواهد شد مگر اینکه ریزعمل های 2 و 7 انجام شوند. ریزعمل های لازم و ترتیب اجرای آنها برای یک عمل (OPeration ) خاص در شکل نشان داده شده است. منظور از عمل n’ آنست که ریز عمل n برای دومین بار انجام می شود. حداقل ریزعمل های ممکن را برای انجام این عمل (OPeration ) با استفاده از اعداد نوشته شده در داخل دایره ها، به صورت ریزبرنامه بنویسید.
اسلاید 11 :
این عمل نیاز به 7 دستور دارد.
اسلاید 12 :
مثال: محاسن و معایب روش سخت افزاری در برابر روش ریزبرنامه ریزی
زیر در طراحی واحد کنترل چیست؟
پاسخ:
