اسلايد۶

Report
‫کنترل‬
‫ریز برنامه‬
‫ریزی شده‬
‫کنترل ریز برنامه ریزی شده‬
‫چیست؟‬
‫•‬
‫وظیفه واحد کنترل در‬
‫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.‬‬
‫•‬
‫یک‬
‫کامپیوتر‬
‫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.‬‬
‫کنترل ریز برنامه ریزی شده‪:‬‬
‫از آنجایی که‬
‫• روش ریزبرنامه ریزی استاتیک‪:‬‬
‫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 مجددا نوشت‪.‬‬
‫حافظه‬
‫• نکته‪:‬‬
‫متفاوت است‪.‬‬
‫کنترلی‬
‫با‬
‫حافظه‬
‫اصلی‬
‫سیستم‬
‫کنترل ریز برنامه ریزی شده‪:‬‬
‫لمه کنترل‬
‫‪Control‬‬
‫‪Data‬‬
‫‪Register‬‬
‫)‪(CDR‬‬
‫‪Control‬‬
‫‪Memory‬‬
‫‪Control‬‬
‫‪Address‬‬
‫‪Register‬‬
‫)‪(CAR‬‬
‫ورودی های‬
‫خارجی‬
‫مولد‬
‫آدرس‬
‫بعدی‬
‫•ثبات آدرس کنترل ‪ :CAR‬آدرس ریزدستور را مشخص میکند‪.‬‬
‫• ثبات داده کنترل ( ‪ :)CDR‬ریزدستوری 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.‬‬
‫•‬
‫•البته سرعت روش سیم بندی از ریز برنامه ریزی بیشتر‬
‫ولی در روش سیم بندی باید کل سخت افزار تغییر کند‪.‬‬
‫ساختار کامپیوتر‪:‬‬
‫•‬
‫ثبات ‪:SBR‬‬
‫زیرروال‬
‫ثبات‬
‫آدرس‬
‫و‬
‫است‬
‫بازگشت در آن‬
‫ذخیره میشود‪.‬‬
‫‪Memory‬‬
‫‪409*16‬‬
‫‪6‬‬
‫‪Address‬‬
‫‪MUX‬‬
‫‪AR‬‬
‫‪MUX‬‬
‫‪PC‬‬
‫‪DR‬‬
‫واحد‬
‫محاسبه‬
‫و منطق‬
‫‪ALU‬‬
‫‪AC‬‬
‫‪CAR‬‬
‫‪SBR‬‬
‫واحد‬
‫كنترل‬
‫‪128*20‬‬
‫واحد‬
‫كنترل‬
‫كد‬
‫دستورالعم‬
‫ل‬
‫منطق‬
‫نگاشت‬
‫ساختار واحد کنترل‪:‬‬
‫ثبات زیر‬
‫روال‬
‫‪SBR‬‬
‫منطق‬
‫انتخاب‬
‫انشعا‬
‫‪mux‬‬
‫ب‬
‫مالتي‬
‫پلكسر‬
‫‪CAR‬‬
‫ثبات آدرس‬
‫كنترل‬
‫جمع‬
‫با ‪1‬‬
‫حافظه‬
‫كنترل‬
‫ساختار ریز عمل‪:‬‬
‫‪BR AD‬‬
‫‪CD‬‬
‫‪F3‬‬
‫‪F2‬‬
‫‪ F1‬ریز عمل‬
‫آدرس انشعاب‬
‫بیت هاي‬
‫وضعیت‬
F1
‫رمز گشایی فیلد های ریز عمل‬
F2
:‫کنترل‬F3 ‫های واحد‬
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
DEC 3*8
7 6 5 4 3 2 1 0
AND
ADD
ALU
DRTAC
FROM PC
SELECT
FROM DR[0-10]
MUX’s
LOAD
AR
LOAD
AC
CLOCK
‫رمز گشایی فیلد های ریز عمل‬
‫کنترل‪:‬‬
‫واحد‬
‫که ‪ F1‬و‪ F2‬و ‪ F3‬از‬
‫نشان میدهد‬
‫هایشکل‬
‫•‬
‫طریق‬
‫سه رمزگشا‪ ،‬سیگنالهای کنترلی را تولید‬
‫می کنند‪.‬‬
‫• هر کدام از خروجیهای رمزگشا باید به‬
‫مدارات مناسب متصل شوند‪.‬‬
‫• مثال‪ :‬وقتی ‪ F1=101‬باشد‪ ،‬در کالک بعد‪،‬‬
‫محتویات (‪ DR )0-10‬به ‪ AR‬منتقل می شود و‬
‫یا اگر‪ F2 =110‬محتویات ‪ PC‬به ‪ AR‬منتقل‬
‫میشود‪ .‬مطابق شکل خروجی های ‪ 5‬و ‪6‬‬
‫رمزگشای ‪ F‬به ورودی باز (‪ )LOAD‬ثبات ‪AR‬‬
‫متصل هستند و سایر اتصاالت نیز طوری است‬
‫که عملیات مورد نظر صورت پذیرد‪.‬‬
‫• مشاهده‬
‫می‬
‫شود‬
‫که‬
‫بجای‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫مثال‪:‬‬
‫قالب ریز دستور یک کامپیوتر ریزبرنامه ریزی‬
‫شده ( ‪ )Micro Programmed‬شامل‪ 3‬ناحیه است‪.‬‬
‫ناحیه اول ریزعملهای (‪1‬و‪2‬و‪3‬و‪4‬و‪ ،)5‬ناحیه‬
‫دوم ریزعمل های (‪6‬و‪7‬و‪ )8‬و ناحیه سوم ریزعمل‬
‫های (‪9‬و‪10‬و‪11‬و‪ )12‬را شامل می شود ‪ .‬مثال ریز‬
‫عمل ‪ 9‬انجام نخواهد شد مگر اینکه ریزعمل‬
‫های ‪ 2‬و ‪ 7‬انجام شوند‪ .‬ریزعمل های الزم و‬
‫ترتیب اجرای آنها برای یک عمل (‪) OPeration‬‬
‫خاص در شکل نشان داده شده است‪ .‬منظور از‬
‫عمل ’‪ n‬آنست که ریز عمل ‪ n‬برای دومین بار‬
‫ناحیه اول‬
‫ناحیه دوم‬
‫ناحیه سوم‬
‫انجام می شود‪ .‬حداقل ریزعمل های ممکن را‬
‫‪1, 2, 3, 4, 5‬‬
‫‪6, 7, 8‬‬
‫‪9, 10, 11, 12‬‬
‫برای انجام این عمل (‪ ) OPeration‬با استفاده‬
‫از اعداد نوشته شده در داخل دایره ها‪ ،‬به‬
‫‪7‬‬
‫این عمل نیاز به ‪ 7‬دستور دارد‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪9‬‬
‫  ‬
‫‪-‬‬
‫‪7‬‬
‫‪2‬‬
‫‪9‬‬
‫‪-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10‬‬
‫‪8‬‬
‫’‪2‬‬
‫‪11‬‬
‫‪-‬‬
‫‪5‬‬
‫’‪9‬‬
‫‪-‬‬
‫‪4‬‬
‫‪12‬‬
‫’‪7‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪5‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪8‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪9‬‬
‫‪12‬‬
‫‪1‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫ناحیه سوم‬
‫ناحیه دوم‬
‫ناحیه اول‬
‫‪9, 10, 11, 12‬‬
‫‪6, 7, 8‬‬
‫‪1, 2, 3, 4, 5‬‬
‫• مثال‪ :‬محاسن و معایب روش سخت افزاری در‬
‫برابر روش ریزبرنامه ریزی‬
‫زیر در طراحی واحد کنترل چیست؟‬
‫پاسخ‪:‬‬
‫روش سخت افزاری‬
‫روش ریزبرنامه ریزی‬
‫سریع تر‬
‫کند است زیرا هر ریزدستور باید از‬
‫حافظه کنترلی واکشی شود‪.‬‬
‫قابل اتعطاف‬
‫نیست یعنی نمی‬
‫تواند تغییرکند‬
‫منعطف است‪ .‬یعنی افزودن یا کاستن یک‬
‫دستور یا چند دستور امکان پذیر می‬
‫باشد‪.‬‬

similar documents