本帖最后由 神之觉醒 于 2013-10-15 18:38 编辑

基本结构:


这个东西的作用就是给个开关开关的信号(主时钟)然后就会执行ROM里面的指令,以往的自动机,要开关N次才执行完一条指令; 指令就是二进制数据, 打个比方,你可以定义00000001是自毁指令,00000010是核爆指令, 设计好之后就做电路, 然后开始运行,机器从ROM里取出为00000001的指令并执行后就机器就爆掉了,取出00000010并执行后城市就消失了= =~;  好了 不吹这么多牛逼, 实际上机器执行的指令大多只是对数据的加工, 反正就是执行指令,很简单.

在上图这个最基本的简单结构中, 可以实现只用开关一次就可以执行完一条指令, 这里没有时序发生部件,也没有时序操作的控制部件,没有指令寄存器，没有取指令阶段，在时钟上升沿执行当前指令并锁存下条指令的控制信号，计数器、锁存器、寄存器的时钟线直接连接主时钟, 然后给主时钟输入开关信号(主频),就可以工作了。


上电：
首先接通电源，这时计数器、锁存器、寄存器的数据是混乱的，要做的第一件事就复位暂存器件的状态为全0或为全1或是指定的数据，寄存器的数据可以不复位，计数器、锁存器的数据一定要复位，在这里复位为全0，复位完成后，计数器、锁存器的数据就是0；

为了方便讲解执行过程，我在这里只定义2条指令，寄存器A到寄存器B传送指令(B = A指令)、寄存器B到寄存器A传送指令(A = B指令)；然后把指令放进ROM，0地址放A = B指令，1地址放B = A指令，2地址放A = B指令；


复位后的状态图示:


填流水线：
启动机器运行，需要输入开关信号(主时钟、主频)，这里的开信号是上升沿，关信号是下降沿，开和关就是一个时钟周期； 现在的状态是复位后的状态(如上图所示)，开始分析......锁存器输出的控制信号是全0(空操作)，锁存器的输出端操作三态门的控制信号，在这里，三态门是高电平接通，低电平高阻，所以现在三态门B、C、E、F为高阻，三态门A、D接通，寄存器A寄存器B的输入端数据为其本身，计数器的数据是0，计数器指向的是ROM的0地址，ROM输出的指令是A = B指令，然后指令经过译码器译出控制信号，OK 现在A = B指令的译码信号已经送到锁存器的输入端； 这时主时钟来了一个开关信号，由于受到上升沿作用，计数器加1，指向第2条指令，锁存器锁存A = B指令的译码控制信号，寄存器A寄存器B锁存自己的数据；第1个时钟信号没有使寄存器A寄存器B的数据改变，这是因为刚开始上电复位，锁存器的数据为全0，指令还没进入流水线的缘故，第1个时钟信号的作用是填充流水线，做无用功，消耗了第1个时钟之后，后面的时钟就开始做有用功了。然后状态如下图~




执行第1条指令:
(如上图所示)锁存器已经锁到了第1条指令A = B指令的译码信号，并且通过控制总线接通三态门B、F，三态门C、E不通，三态门A、D的状态你懂得。。。 计数器的状态现在是1，指向第2条指令B = A指令，ROM输出B = A指令，经过译码器译出B = A指令译码控制信号送到锁存器输入端，这时主时钟来一个开关信号(第2个时钟)，卡擦一下。。。寄存器A锁住了寄存器B的数据(执行A = B)，同时锁存器也锁住了B = A指令译码控制信号，同时计数器+1，指向第3条指令，然后状态如下图~



执行第2条指令:
(如上图所示)锁存器已经锁到了第2条指令B = A指令的译码信号，并且通过控制总线接通三态门C、E，三态门B、F不通，三态门A、D的状态你懂得。。。 计数器的状态现在是2，指向第3条指令A = B指令，ROM输出A = B指令，经过译码器译出A = B指令译码控制信号送到锁存器输入端，这时主时钟来一个开关信号(第3个时钟)，卡擦一下。。。寄存器B锁住了寄存器A的数据(执行B = A)，同时锁存器也锁住了A = B指令译码控制信号，同时计数器+1，指向第4条指令，然后状态如下图~



执行第3条指令:
(如上图所示)锁存器已经锁到了第3条指令A = B指令的译码信号，并且通过控制总线接通三态门B、F，三态门C、E不通，三态门A、D的状态你懂得。。。 计数器的状态现在是3，指向第4条指令，ROM输出第4条指令，经过译码器译出第4条指令译码控制信号送到锁存器输入端，这时主时钟来一个开关信号(第4个时钟)，卡擦一下。。。寄存器A锁住了寄存器B的数据(执行A = B)，同时锁存器也锁住了第4条指令译码控制信号，同时计数器+1，指向第5条指令。。。然后就执行下去~~~

实际的机器结构肯定不会像第1张图那么简单，那个只是基本结构，讲解用

单周期传送指令、运算指令 、转移指令等都已经YY运行成功，目前在YY中断；

还有那台炮灰机器现在正在写程序。。。

未完待续....那个旧贴子也是