TEC-3教学计算机有几个特点。一是8位字长,常规指令由1(或2)个字节组成。二是运算器部件采用位片结构的器件Am2901芯片实现,内有16个通用寄存器,但受指令中寄存器编号位数(长度)的限制,规定常规指令中只能使用4个通用寄存器R3~R0。三是地址寄存器和地址总线仍采用16位,以便访问较大的存储器空间。
上述几个特点决定了TEC-3机的控制器组成与设计中其余的一些特性。最重要的是为运算器Am2901芯片内部的12个不能作为通用累加器使用的寄存器指派了专门的用法,即把每两个8位的寄存器组合起来用于保存一个16位的地址(成对使用的寄存器中,奇数编号者用于存高位地址),这包括:
R5、 R4 用作16位的程序计数器PC,
R7、 R6 用作16位的堆栈指针SP,
R9、 R8 用于给出读写内存的16位地址,
R11、R10 用于给出JMP指令转移地址,或CALL指令的子程序入口地址。
R13、R12和R15、R14分别用于缓冲保存、过后再恢复16位的PC和SP的值。
大部分指令只能使用4个通用累加器R3~R0。只有2条指令除了能使用这4个通用累加器之外,也能使用这12个专用寄存器,它们是INC指令、MVD(传送直接数到寄存器中)指令,这是保证这12个专用寄存器有实用价值所必须提供的操作功能。
TEC-3机的组合逻辑的控制器的主体部分由程序计数器PC(16位长度,由A m2901中的R5和R4组成),指令寄存器IR(8位长度),节拍发生器(5位触发器的节拍状态)和时序控制信号形成部件(1片100条引脚的现场可编程的大规模集成电路MACH-4和5片24条引脚的现场可编程的小规模集成电路GAL20V8)组成,示意表示如图3.6所示。
图3.6 教学计算机的组合逻辑控制器组成框图
组合逻辑的控制器,是在教学机主板上实现的。MACH-4器件用来产生由设计者实现的已有指令所使用的全部时序控制信号,而5片GAL20V8器件用来产生由实验者扩展的新指令所使用的全部时序控制信号,更准确地说,对新老指令的读取指令和判别中断请求的处理都是由MACH-4器件控制完成的,5片GAL20V8器件仅实现对每一条新扩展指令具体处理功能的各执行步骤的控制。注意,这里的MACH-4器件和5片GAL20V8器件的内部都由与)或两级组合逻辑的门线路组成,并且运行于组合逻辑方式,它们的输入主要是指令寄存器的内容,节拍发生器的状态信号,输出的是全部时序控制信号。
|
|