控制器的功能和组成

控制器的基本组成

（1）指令部件时序部件：主要任务是完成取指令并分析指令，包括：程序计数器、指令寄存器、指令译码器和地址形成部件。

（2）时序部件：

能产生一定的时序信号，以保证机器的各功能部件有节奏地进行信息传送、加工及信息存储。时序部件包括：

脉冲源：用来产生具有一定频率和宽度的时钟脉冲信号，为整个机器提供基准信号。

启停控制逻辑：根据计算机的需要，可靠地开放或封锁脉冲，控制时序信号的发生或停止。启停控制逻辑保证启动时输出的第一个脉冲和停止时输出的最后一个脉冲都是完整的脉冲。

节拍信号发生器：又称脉冲分配器。脉冲元产生的脉冲信号，经过节拍信号发生器后产生出各个机器周期中的节拍信号，用以控制计算机完成的每一步微操作。

（3）操作信号发生器:

 一条指令的取出和执行可以分解成很多最基本的操作。这种最基本的不可再分割的操作称作微操作。

微操作信号发生器也称为控制单元（CU）

（4）中断控制逻辑：

用来控制中断处理的硬件逻辑。微操作控制信号是由指令部件提供的译码信号、时序部件提供的时序型号和被控制功能部件所反馈的状态和条件综合形成的。

控制单元的输入包括时序信号、机器指令操作码、各部件状态反馈信号等，输出的微操作控制信号又可以细分为CPU内的控制信号和送至主存或外设的控制信号。

控制器的硬件实现方法

（1）组合逻辑型：

又称为常规控制器或者硬连线控制器，是采用组合逻辑技术来实现的。其控制单元是由门电路组成的复杂树形网络。

（2）存储逻辑型：

又成为微程序控制器，是采用存储逻辑实现的，也就是把为操作信号代码化，是每条机器指令转化成为一段微程序并存入一个专门的存储器（控制存储器）中，微操作控制信号由微指令产生。

（3）组合逻辑和存储逻辑结合型

又称为可编程逻辑阵列（PLA）控制器，PLA控制器实际上也是一种组合逻辑控制器，但它又与常规的组合逻辑控制器的硬联结构不同。是可编程序的，某一微操作控制信号由PLA的某一输出函数产生。