控制器的功能是什么(控制器的含義及作用)
本文主要介紹控制器的作用是什么？(控制器的含義和功能)，下面一起看看控制器的作用是什么？(控制器的含義和功能)相關資訊。
運算器只能完成運算，而控制器用來控制整個cpu。
圖1
1、指令控制器
指令控制器是控制器中非常重要的一部分。它需要取出并分析指令，然后交給執行單元(alu或fpu)執行。同時還需要形成下一條指令的地址。
為了說明這個問題，這里復制了一個指令執行的示意圖。
圖2
從上圖可以看出，cs: ip組成的寄存器總是給出當前要執行的指令的地址，在當前指令還沒有執行完的情況下，給出下一條要執行的指令的地址。cs: ip是圖1中的pc指針。這是控制器的主要功能。
2.定時器
時序控制器的作用是為時序中的每條指令提供控制信號。時序控制器包括時鐘發生器和倍頻定義單元，時鐘發生器通過應時晶體振蕩器發出非常穩定的脈沖信號，該脈沖信號是cpu的主頻；倍頻定義單元定義cpu的主頻是內存主頻(總線頻率)的幾倍。
圖3
假設現在要執行一條指令:mov a，數據1。這個指令的意思很簡單，就是通過cpu在內存中找到某個數據data1，然后放到寄存器a中，這個指令的執行要分以下幾個步驟:
第一步:找到這些數據在內存中的位置(地址號)。
第二步:確保這些數據可以被cpu讀取(不鎖定)。
步驟3:讀取這些數據，并將其存儲在寄存器a中。
以上三個步驟的時序不能混亂，否則指令執行肯定會出錯。從圖3可以看出，首先地址信號有效，然后讀信號有效，最后讀數據出現在數據線上。
這和我們現實生活中的這個例子很像。假設服務員要登記某酒店房間客人的身份信息，也分三步:
第一步:找到客人。;的位置(房間號)。
第二步:客人開門。
第三步:登記客人信息。
3.總線控制器
總線控制器主要用于控制cpu的內部和外部總線，包括地址總線、數據總線、控制總線等。
圖4
圖5
計算機內部的主要工作過程是信息傳遞和處理的過程。為了便于總線的管理，形成了總線結構，使得來自不同源的信息可以分時在總線上傳輸。
從圖4和圖5可以看出，總線的使用也由時序控制單元控制。從圖3中也可以很好地理解總線控制:在從存儲單元讀取數據之前，地址信號必須保持有效。
從上圖可以看出，一條指令何時占用總線取決于一個特殊時鐘脈沖產生的時鐘信號。
計算機也有dma結構。當執行dma操作時，cpu可以放棄對總線的控制。也就是說，總線上什么時候有信號，什么時候沒有信號，信號持續多長時間，甚至cpu的總線控制權都可以轉讓，這些都屬于總線控制的內容。
中斷控制器用于控制各種中斷請求，并將中斷請求按優先級排隊，交給cpu逐一處理。
上圖中有多個中斷源，可能同時產生中斷請求。為了管理這種情況，每個中斷源都有一個優先級，以確保在某個時間只能響應一個中斷。有的中斷控制器在cpu芯片外部，比如8259a中斷控制器，有的集成在cpu芯片內部，比如arm。
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為了說明這個問題，這里復制了一個指令執行的示意圖。
圖2
從上圖可以看出，cs: ip組成的寄存器總是給出當前要執行的指令的地址，在當前指令還沒有執行完的情況下，給出下一條要執行的指令的地址。cs: ip是圖1中的pc指針。這是控制器的主要功能。
2.定時器
時序控制器的作用是為時序中的每條指令提供控制信號。時序控制器包括時鐘發生器和倍頻定義單元，時鐘發生器通過應時晶體振蕩器發出非常穩定的脈沖信號，該脈沖信號是cpu的主頻；倍頻定義單元定義cpu的主頻是內存主頻(總線頻率)的幾倍。
圖3
假設現在要執行一條指令:mov a，數據1。這個指令的意思很簡單，就是通過cpu在內存中找到某個數據data1，然后放到寄存器a中，這個指令的執行要分以下幾個步驟:
第一步:找到這些數據在內存中的位置(地址號)。
第二步:確保這些數據可以被cpu讀取(不鎖定)。
步驟3:讀取這些數據，并將其存儲在寄存器a中。
以上三個步驟的時序不能混亂，否則指令執行肯定會出錯。從圖3可以看出，首先地址信號有效，然后讀信號有效，最后讀數據出現在數據線上。
這和我們現實生活中的這個例子很像。假設服務員要登記某酒店房間客人的身份信息，也分三步:
第一步:找到客人。;的位置(房間號)。
第二步:客人開門。
第三步:登記客人信息。
3.總線控制器
總線控制器主要用于控制cpu的內部和外部總線，包括地址總線、數據總線、控制總線等。
圖4
圖5
計算機內部的主要工作過程是信息傳遞和處理的過程。為了便于總線的管理，形成了總線結構，使得來自不同源的信息可以分時在總線上傳輸。
從圖4和圖5可以看出，總線的使用也由時序控制單元控制。從圖3中也可以很好地理解總線控制:在從存儲單元讀取數據之前，地址信號必須保持有效。
從上圖可以看出，一條指令何時占用總線取決于一個特殊時鐘脈沖產生的時鐘信號。
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中斷控制器用于控制各種中斷請求，并將中斷請求按優先級排隊，交給cpu逐一處理。
上圖中有多個中斷源，可能同時產生中斷請求。為了管理這種情況，每個中斷源都有一個優先級，以確保在某個時間只能響應一個中斷。有的中斷控制器在cpu芯片外部，比如8259a中斷控制器，有的集成在cpu芯片內部，比如arm。
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