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　　美國(guó)穆格MOOG控制器（英文名稱：controller）是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速

、制動(dòng)和反向的主令裝置

。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器

、指令譯碼器

、時(shí)序產(chǎn)生器和操作美國(guó)穆格MOOG控制器組成

，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)"，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作

。

　　詳細(xì)介紹

　　美國(guó)穆格MOOG控制器基本功能

　　數(shù)據(jù)緩沖：由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高

，故在美國(guó)穆格MOOG控制器中必須設(shè)置一緩沖器。在輸出時(shí)

，用此緩沖器暫存由主機(jī)高速傳來(lái)的數(shù)據(jù)中國(guó)一級(jí)代美國(guó)穆格MOOG控制器D662-4015

，然后才以I/O設(shè)備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設(shè)備；在輸入時(shí)

，緩沖器則用于暫存從I/O設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)

，待接收到一批數(shù)據(jù)后

，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機(jī)

。

　　差錯(cuò)控制：設(shè)備美國(guó)穆格MOOG控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)

。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位

，并向 CPU報(bào)告

，于是CPU將本次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送

。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性

。

　　數(shù)據(jù)交換：這是指實(shí)現(xiàn)CPU與美國(guó)穆格MOOG控制器之間、美國(guó)穆格MOOG控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換

。對(duì)于前者，是通過數(shù)據(jù)總線

，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫入美國(guó)穆格MOOG控制器

，或從美國(guó)穆格MOOG控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者

，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到美國(guó)穆格MOOG控制器

，或從美國(guó)穆格MOOG控制器傳送給設(shè)備。為此

，在美國(guó)穆格MOOG控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器

。

　　狀態(tài)說明：標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)美國(guó)穆格MOOG控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如

，*當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)

，CPU才能啟動(dòng)美國(guó)穆格MOOG控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)

。中國(guó)一級(jí)代美國(guó)穆格MOOG控制器D662-4015為此

，在美國(guó)穆格MOOG控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)

。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后

，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。

　　接收和識(shí)別命令：CPU可以向美國(guó)穆格MOOG控制器發(fā)送多種不同的命令

，設(shè)備美國(guó)穆格MOOG控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令

。為此，在美國(guó)穆格MOOG控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器

，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)

，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如

，磁盤美國(guó)穆格MOOG控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令

，而且有些命令還帶有參數(shù)

；相應(yīng)地，在磁盤美國(guó)穆格MOOG控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等

。

　　地址識(shí)別：就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣

，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備美國(guó)穆格MOOG控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址

。此外

，為使CPU能向(或從)寄存器中寫入(或讀出)數(shù)據(jù)，這些寄存器都應(yīng)具有**的地址

。

　　美國(guó)穆格MOOG控制器常見種類

　　組合邏輯

　　美國(guó)穆格MOOG控制器設(shè)計(jì)步驟：

、設(shè)計(jì)機(jī)器的指令系統(tǒng)：規(guī)定指令的種類

、指令的條數(shù)以及每一條指令的格式和功能

；

　　2、初步的總體設(shè)計(jì)：如寄存器設(shè)置

、總線安排

、運(yùn)算器設(shè)計(jì)、部件間的連接關(guān)系等

；

、繪制指令流程圖：標(biāo)出每一條指令在什么時(shí)間、什么部件進(jìn)行何種操作

；

、編排操作時(shí)間表：即根據(jù)指令流程圖分解各操作為微操作，按時(shí)間段列出機(jī)器應(yīng)進(jìn)行的微操作

；

　　5、列出微操作信號(hào)表達(dá)式

，化簡(jiǎn)

，電路實(shí)現(xiàn)。

　　美國(guó)穆格MOOG控制器基本組成：

、指令寄存器用來(lái)存放正在執(zhí)行的指令。指令分成兩部分：操作碼和地址碼

。操作碼用來(lái)指示指令的操作性質(zhì)

，如加法、減法等

；地址碼給出本條指令的操作數(shù)地址或形成操作數(shù)地址的有關(guān)信息（這時(shí)通過地址形成電路來(lái)形成操作數(shù)地址）

。有一種指令稱為轉(zhuǎn)移指令，它用來(lái)改變指令的正常執(zhí)行順序，這種指令的地址碼部分給出的是要轉(zhuǎn)去執(zhí)行的指令的地址

。

、操作碼譯碼器：用來(lái)對(duì)指令的操作碼進(jìn)行譯碼

，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電平

，完成分析指令的功能。

、時(shí)序電路：用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)志信號(hào)

。在微型計(jì)算機(jī)中，時(shí)間標(biāo)志信號(hào)一般為三級(jí)：指令周期

、總線周期和時(shí)鐘周期

。微操作命令產(chǎn)生電路產(chǎn)生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產(chǎn)生的主要依據(jù)是時(shí)間標(biāo)志和指令的操作性質(zhì)

。該電路實(shí)際是各微操作控制信號(hào)表達(dá)式（如上面的A→L表達(dá)式）的電路實(shí)現(xiàn)

，它是組合邏輯美國(guó)穆格MOOG控制器中zui為復(fù)雜的部分。

、指令計(jì)數(shù)器：用來(lái)形成下一條要執(zhí)行的指令的地址

。通常

，指令是順序執(zhí)行的

，而指令在存儲(chǔ)器中是順序存放的。所以

，一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過將現(xiàn)行地址加1形成

，微操作命令“1”就用于這個(gè)目的。如果執(zhí)行的是轉(zhuǎn)移指令

，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉(zhuǎn)移到的地址

。該地址就在本轉(zhuǎn)移指令的地址碼字段，將其直接送往指令計(jì)數(shù)器

。

　　微程序美國(guó)穆格MOOG控制器的提出是因?yàn)榻M合邏輯設(shè)計(jì)存在不便于設(shè)計(jì)

、不靈活、不易修改和擴(kuò)充等缺點(diǎn)

。

　　美國(guó)穆格MOOG控制器微程序

　　微程序控制(簡(jiǎn)稱微碼控制)的基本思路是：用微指令產(chǎn)生微操作命令

，用若干條微指令組成一段微程序?qū)崿F(xiàn)一條機(jī)器指令的功能（為了加以區(qū)別

，將前面所講的指令稱為機(jī)器指令）

。設(shè)機(jī)器指令M執(zhí)行時(shí)需要三個(gè)階段，每個(gè)階段需要發(fā)出如下命令：階段一發(fā)送K1

、K8命令

，階段二發(fā)送K0

、K2、K3

、K4命令

，階段三發(fā)送K9命令。當(dāng)將*條微指令送到微指令寄存器時(shí)

，微指令寄存器的K1和K8為1

，即發(fā)出K1和K8命令，該微指令指出下一條微指令地址為00101

，從中取出*二條微指令

，送到微指令寄存器時(shí)將發(fā)出K0、K2

、K3、K4命令

，接下來(lái)是取*三條微指令

，發(fā)K9命令。

　　微程序美國(guó)穆格MOOG控制器的組成：

、控制存儲(chǔ)器（contmlMemory）用來(lái)存放各機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微程序

。譯碼器用來(lái)形成機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微程序的入口地址。當(dāng)將一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微程序的各條微指令逐條取出

，并送到微指令寄存器時(shí)

，其微操作命令也就按事先的設(shè)計(jì)發(fā)出，因而也就完成了一條機(jī)器指令的功能

。對(duì)每一條機(jī)器指令都是如此

。

　　2、微指令的寬度直接決定了微程序美國(guó)穆格MOOG控制器的寬度

。為了簡(jiǎn)化控制存儲(chǔ)器，可采取一些措施來(lái)縮短微指令的寬度

。如采用字段譯碼法一級(jí)分段譯碼

。顯然，微指令的控制字段將大大縮短

。

，一些要同時(shí)產(chǎn)生的微操作命令不能安排在同一個(gè)字段中。為了進(jìn)一步縮短控制字段

，還可以將字段譯碼設(shè)計(jì)成兩級(jí)或多級(jí)

。

　　CPU

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