微指令控制：计算机组成控制单元设计解析

该资源是一个关于计算机组成控制单元设计的优秀文档，重点涉及微指令，包含52张幻灯片。文档详细介绍了控制单元的设计过程，特别是如何利用组合逻辑来实现控制信号的产生。 在计算机系统中，控制单元（CU）是CPU的重要组成部分，负责协调和管理所有部件的操作。它通过解析指令寄存器（IR）中的操作码来生成微操作命令，这些微操作是执行指令的基本步骤。文档首先展示了CU的基本框架，包括IR操作码译码和节拍信号（如CLKT0、T1、T2、T3）的定义。 文档接着讨论了微操作的节拍安排，这是同步控制方式下的核心概念。在设计中，遵循三个主要原则：一是微操作的顺序不能随意更改；二是尽量将作用于不同部件的微操作在同一节拍内完成；三是优先安排耗时较短的微操作。文档以取指、间址、执行和中断四个周期为例，详细阐述了每个周期内的微操作节拍安排。 在取指周期中，文档列举了T0、T1、T2三个节拍内应执行的微操作。间址周期和执行周期同样按照这些原则进行了细致划分。例如，在执行周期，微操作如CLA（清除进位）、COM（求补）、SHR（右移）等在不同的时钟节拍内进行。中断周期则包括硬件关中断和中断隐指令的完成。 接下来，文档详细描述了组合逻辑设计的步骤，包括列出操作时间表，编写微操作命令的最简表达式，并最终画出逻辑图。这些步骤对于理解CU如何根据操作时间表产生控制信号至关重要。逻辑图的简化表达使得控制逻辑更易于理解和实现，但也可能带来调试和修改的挑战。 在给出的例子中，可以看到如何使用布尔表达式来表示微操作命令，如FE、IND、LDA、ADD、JMP和BAN等，这些信号在特定的时钟节拍T1下被激活，以触发对应的微操作。这种表示方式反映了RISC（精简指令集计算）架构的特点，强调简单和快速的指令执行。 这份文档提供了对计算机控制单元设计深入的理解，特别是微指令在其中的作用，对于学习计算机体系结构和硬件设计的学生或专业人士来说，是一份非常有价值的参考资料。