控制单元的设计

控制单元主要分为两大类

1. 硬连线控制
2. 微程序控制

硬连线控制

硬连线控制组织涉及使用门电路、触发器、译码器和其他数字电路实现控制逻辑。

下图显示了硬连线控制组织的框图。

• 硬连线控制包括两个译码器、一个顺序计数器和多个逻辑门。
• 从存储单元中提取的指令被放置在指令寄存器 (IR) 中。
• 指令寄存器的组件包括：I 位、操作码和第 0 到 11 位。
• 操作码在第 12 位到第 14 位中使用 3 x 8 译码器进行编码。
• 译码器的输出由符号 D0 到 D7 指定。
• 来自第 15 位的操作码被传输到由符号 I 指定的触发器。
• 来自第 0 到 11 位的操作码应用于控制逻辑门。
• 顺序计数器 (SC) 可以从 0 到 15 以二进制计数。

微程序控制

微程序控制组织通过使用编程方法来实现。

在微程序控制中，微操作通过执行由微指令组成的程序来执行。

下图显示了微程序控制组织的框图。

• 控制存储器地址寄存器指定微指令的地址。
• 控制存储器假定为 ROM，其中所有控制信息都永久存储。
• 控制寄存器保存从存储器中提取的微指令。
• 微指令包含一个控制字，该控制字指定数据处理器的一个或多个微操作。
• 当执行微操作时，下一个地址将在下一个地址生成器电路中计算，然后传输到控制地址寄存器以读取下一个微指令。
• 下一个地址生成器通常被称为微程序排序器，因为它确定从控制存储器中读取的地址序列。