控制器

中央操作控制器根据指令中的不同的操作码,在适当的时候发出各种信号去控制相应的部件。中央操作控制器的输入信号主要从三方面送来:
⑴ 从指令控制器送来操作码;
⑵ 从中央控制器送来时标脉冲:u_1, u_2, u_3及u_4,u_5,u_6,u_1及u_4与主脉冲出现的时间相同,u_2,u_3及u_5,u_6分别由u_1及u_4经过延迟得到,它们的时间关系如图4-4所示。
⑶ 从运算器送来寄存器A中的数的符号(条件转移用)及寄存器A中的"数"(非零转移用)。
每一条指令的工作循环有不同的执行过程。机器中所有指令的操作过程可列成一个表,这个表称为操作时间表。在操作时间表,一横行表示执行一条指令的全部过程。表中"∨"表示有脉冲,"—"表示不应有脉冲,"()"表示有脉冲或没有脉冲均可。例如加法操作在u_1 时,应将存贮器的地址寄存器清除,然后在u_2时将地址码送入地址寄存器。所以在加法操作的第二栏"存贮器置0"(即清除存贮器的地址寄存器)及第六栏"发送地址"(即将指令寄存器中的地址送到存贮器的地址寄存器)均为"∨"。又如在执行无条件转移指令时,不须要停止中央控制器及启动局部控制器。故无条件转移操作的第七栏及第八栏为"—"。无条件转移指令的执行与存贮器无关,所以在u_1时,存贮器的地址寄存器是否清除和本条指令没有关系,因而无条件转移操作的第二栏为"()"。为了和本栏其它操作一致,此时也送出脉冲,因此就成了"(∨)",在操作时间表中,每一横行表示执行一条指令的全部过程。例如实现加法指令在第一节拍中须要完成下面几个动作:
⑴ 将存贮器的地址寄存器清除(在u_1时进行)。
⑵ 将指令寄存器中的地址码送到存贮器的地址寄存器中去(在u_2时进行)。
⑶ 将局部控制器的T_读置1,以便送给存贮器读信号(在u_1时进行)。
⑷ 将局部控制器的计数器清除,先将计数器置"1"(在u_1时进行),再加1(在u_2时进行)。
⑸ 使中央控制器暂停工作(在u_2时进行)。
⑹ 启动局部控制器(在u_2时进行)。
以后的具体的加法过程由局部控制器控制。加法作完以后,局部控制器停止工作,同时启动中央控制器,开始经二节拍。第二节拍是取下一条指令,须要完成下面几个动作。
⑴ 将存贮器的地址寄存器清除(在u_4时进行)。
⑵ 将指令地址计数器的地址码送至存贮器的地址寄存器(在u_5时进行)。
⑶ 将读信号送到存贮器去(在u_5时进行)。
⑷ 中央控制器暂停工作(在u_5时进行)。
⑸ 启动局部控制器(在u_5时进行)。
⑹ 指令地址计数器加1,如取一条指作好准备(在u_6时进行)。
局部控制器被启动后,便发出控制信号使指令从存贮器送至指令寄存器。送完以后,局部控制器停止工作,并送出信号,去启动中央控制器,开始下一个工作循环。
接收、逻辑乘法、减法、乘法、除法、溢出不停机加法、逻辑加法、接收反码及按位加法和加法指令的执行过程是一样的。
发送操作在第四栏(即T_读置"1")及第九栏(即读信号)为"一",在第十一栏(即T_写置"1")为"∨"。
无条件转移及条件转移指令(若运算器的寄存器A内的数为负时,即寄存器A的T_1为"1"时)不须要停止中央及启动局部。在u_2时将指令地址计数器置"1",在u_3时使指令地址计数器加1,在u_4时将指令寄存器中的地址码送到指令地址计数器(即操作时间表中的"传送地址")。这两条指令不须要访问存储器,也不须要使用避部控制器,故第二栏至第六栏,第九栏及第十一栏均为"()"。
非零转移指令不须要访问存储器,故第二栏、第四栏、第六栏、第九栏及第十一栏为"()"。执行非零转移指令时,先将运算器的寄存器A内的数送至触发器T_转移^'(在中央操作控制器内)的"1"端。这个触发器本来为了,若送32来的位数不全为了,则T_转移^'被置"1"。寄存器A中的数送到T_转移^'由局部控制器控制,故操作时间表中的第三栏、第五栏、第七栏及第八栏为"∨"。非零转移操作是根据T_转移^'的状态来进行的,故转移操作在局部控制器停止工作以后进行,因而操作时间表中的第十栏及第十二栏为"—"。这是因为这两栏属于第一节拍,必须在局部控制器开始工作以前完成。在非零转移指令中,指令地址计数器的清除是由局部控制器在工作结束以后发出一信号来实现的,在第二节拍开始以前完成。
打印指令在第七栏为"∨",以后不再启动,机器便停止工作,故第二节拍不存在。
在操作时间表内,当一栏全为"∨"及"()"时(例如u_1及u_4的"存贮器置0"、u_1的"计数器置1" u_2的"计数器1及"发送地址"、u_5及u_6的各栏),可直接用时标脉冲去控制。当一栏内"∨"及"—"均存在时,则根据"∨"及"—"的分布情况,可画出一个电路。每一这样的栏都有自己的电路,所有的这样的电路在一起总称为中央操作控制器。
u_1的"T_读置1"及u_2的"读信号"电路为图4-5所示。
u_2的中央暂时停电路为图4-6所示。
u_2的启动局部电路为图4-7所示。
u_3的T_写置"1"电路为图4-8所示。
无条件转移及条件转移指令所需的三个信号(即指令地址计数器置"1"、指令地址计数器加1及传送地址)的电路为图4-9所示。图中的u_1 、u_2 、u_3 、u_4 、u_6均从中央控制器来。
非零转移指令所需的三个信号的电路为图4-10所示。