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主營產(chǎn)品： IFM易福門開關(guān),IFM易福門編碼器,IFM易福門傳感器 |
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2021-11-30 閱讀(256)
| 提 供 商 | 上海譜閔工業(yè)自動化設(shè)備有限公司 | 資料大小 | 427.3KB |
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YASKAWA模塊SVA-01技術(shù)資料
控制器是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作的部件,，是計算機的神經(jīng)中樞和指揮中心,，由指令寄存器IR（InstructionRegister）,、程序計數(shù)器PC（ProgramCounter）和操作控制器OC（OperationController）三個部件組成,，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要,。
指令寄存器：用以保存當(dāng)前執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令的一種寄存器,。指令內(nèi)包含有確定操作類型的操作碼和指出操作數(shù)來源或去向的地址。指令長度隨不同計算機而異,，指令寄存器的長度也隨之而異,。計算機的所有操作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令后再執(zhí)行的。指令寄存器的輸人端接收來自存儲器的指令,，指令寄存器的輸出端分為兩部分,。操作碼部分送到譯碼電路進(jìn)行分析，指出本指令該執(zhí)行何種類型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存儲器,，作為取數(shù)或存數(shù)的地址,。
存儲器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令,。當(dāng)執(zhí)行一條指令時,，先把它從內(nèi)存取到數(shù)據(jù)寄存器（DR）中,，然后再傳送至IR。指令劃分為操作碼和地址碼字段,，由二進(jìn)制數(shù)字組成,。為了執(zhí)行任何給定的指令，必須對操作碼進(jìn)行測試,，以便識別所要求的操作,。指令譯碼器就是做這項工作的。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入,。操作碼一經(jīng)譯碼后,，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號。
程序計數(shù)器：指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計數(shù)器,，又稱指令計數(shù)器,。它兼有指令地址寄存器和計數(shù)器的功能。當(dāng)一條指令執(zhí)行完畢的時候,，程序計數(shù)器作為指令地址寄存器,，其內(nèi)容必須已經(jīng)改變成下一條指令的地址，從而使程序得以持續(xù)運行,。
為此可采取以下兩種辦法：
第一種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址,。在指令執(zhí)行過程中將這個地址送人指令地址寄存器即可達(dá)到程序持續(xù)運行的目的。這個方法適用于早期以磁鼓,、延遲線等串行裝置作為主存儲器的計算機,。根據(jù)本條指令的執(zhí)行時間恰當(dāng)?shù)貨Q定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間，從而收到提高程序運行速度的效果,。
第二種辦法是順序執(zhí)行指令,。一個程序由若干個程序段組成，每個程序段的指令可以設(shè)計成順序地存放在存儲器之中,，所以只要指令地址寄存器兼有計數(shù)功能,，在執(zhí)行指令的過程中進(jìn)行計數(shù)，自動加一個增量,，就可以形成下一條指令的地址,，從而達(dá)到順序執(zhí)行指令的目的。這個辦法適用于以隨機存儲器作為主存儲器的計算機,。當(dāng)程序的運行需要從一個程序段轉(zhuǎn)向另一個程序段時,，可以利用轉(zhuǎn)移指令來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)移指令中包含了即將轉(zhuǎn)去的程序段入口指令的地址,。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時將這個地址送人程序計數(shù)器(此時只作為指令地址寄存器,，不計數(shù))作為下一條指令的地址，從而達(dá)到轉(zhuǎn)移程序段的目的,。子程序的調(diào)用,、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法,。在隨機存取存儲器普及以后，第二種辦法的整體運行效果大大地優(yōu)于第一種辦法,，因而順序執(zhí)行指令已經(jīng)成為主流計算機普遍采用的辦法，程序計數(shù)器就成為中央處理器*的一個控制部件,。
CPU內(nèi)的每個功能部件都完成一定的特定功能,。信息在各部件之間傳送及數(shù)據(jù)的流動控制部件的實現(xiàn)。通常把許多數(shù)字部件之間傳送信息的通路稱為“數(shù)據(jù)通路",。信息從什么地方開始,，中間經(jīng)過哪個寄存器或多路開關(guān)，最后傳到哪個寄存器,，都要加以控制,。在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路的任務(wù)，是由稱為“操作控制器"的部件來完成的,。
操作控制器的功能就是根據(jù)指令操作碼和時序信號,，產(chǎn)生各種操作控制信號，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路,，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制,。
有兩種由于設(shè)計方法不同因而結(jié)構(gòu)也不同的控制器。微操作是指不可再分解的操作,，進(jìn)行微操作總是需要相應(yīng)的控制信號(稱為微操作控制信號或微操作命令),。一臺數(shù)字計算機基本上可以劃分為兩大部分---控制部件和執(zhí)行部件?？刂破骶褪强刂撇考?，而運算器、存儲器,、外圍設(shè)備相對控制器來說就是執(zhí)行部件,。控制部件與執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線,?？刂撇考ㄟ^控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，通常這種控制命令叫做微命令,，而執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作就叫做微操作,。控制部件與執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息,。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況,，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達(dá)新的微命令，這也叫做“狀態(tài)測試",。微操作在執(zhí)行部件中是組基本的操作,。由于數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)關(guān)系,，微操作可分為
基本組成：
1、指令寄存器用來存放正在執(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（這時通過地址形成電路來形成操作數(shù)地址）。有一種指令稱為轉(zhuǎn)移指令,，它用來改變指令的正常執(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。
2,、操作碼譯碼器：用來對指令的操作碼進(jìn)行譯碼,，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電平，完成分析指令的功能,。
3,、時序電路：用來產(chǎn)生時間標(biāo)志信號。在微型計算機中,，時間標(biāo)志信號一般為三級：指令周期,、總線周期和時鐘周期。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)是時間標(biāo)志和指令的操作性質(zhì),。該電路實際是各微操作控制信號表達(dá)式（如上面的A→L表達(dá)式）的電路實現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中最為復(fù)雜的部分,。
4,、指令計數(shù)器：用來形成下一條要執(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數(shù)器,。
微程序控制器的提出是因為組合邏輯設(shè)計存在不便于設(shè)計,、不靈活、不易修改和擴充等缺點,。
