5.3.1 时序控制方式

5.3.1 时序控制方式

由上述章节可以知道,计算机执行指令的过程包括读取指令、读取源操作数、读取目的操作数、运算、存放结果等各个微操作。即每条指令的执行都对应一个微操作序列,那么这些微操作的执行顺序中有的微操作可以同时进行,有的微操作必须顺序执行,那么时序控制方式就是在时间上控制这些微操作的执行。常用的控制方式分为同步控制、异步控制两大类。

1.同步控制方式

同步控制的基本特征是将操作时间划分为许多时钟周期,周期长度固定,每个时钟周期完成一步操作。CPU 则按照统一的时钟周期来安排严格的指令执行时间表。各项操作应在规定的时钟周期内完成,一个周期开始,一批操作就开始进行,该周期结束,这批操作也就结束。各项操作之间的衔接取决于时钟周期的切换。

在一个CPU 的内部,通常只有一组统一的时序信号系统,CPU 内各部件间的传送也就由这组统一的时序信号同步控制。

同步控制方式的特点工作时间决定了时钟周期;设计简单,实现代价小,便于调试。

2.异步控制方式

异步控制方式是指操作按其需要选择不同的时间,不受统一的时钟周期的约束,各项操作之间的衔接与各部件之间的信息交换采取应答方式。前一个操作完成后给出回答信号,启动下一个操作。

异步控制方式的特点是较快的微操作可在较短的时间内完成;各操作间的衔接采用异步应答的方式;控制复杂,调试难度大。