控制器是 CPU 及整個(gè)處理器系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)指揮控制協(xié)調(diào)處理器系統(tǒng)的所有工作。 根據(jù)微操作控制信號(hào)產(chǎn)生方法的不同， 控制器可分為常規(guī)邏輯控制器和微程序控制器兩種。 “實(shí)驗(yàn) CPU”采用微程序控制器的方式，其總體邏輯結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。系統(tǒng)的主要模塊包括總線、寄存器組、運(yùn)算器、指令部件、微程序控制部件及存儲(chǔ)器等。其中總線的設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)要求，采用兩條數(shù)據(jù)總線，分別是入 32 位 CPU 的數(shù)據(jù)總線 DBin，和出 32 位 CPU 的數(shù)據(jù)總線 DBout。需要讀內(nèi)存時(shí)，連至 DBin，要寫內(nèi)存時(shí)，連至 DBout。 2.2“實(shí)驗(yàn) CPU”的指令集及指令編碼的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)指令集共設(shè)計(jì) 26 條常用指令，包括傳送、運(yùn)算、存取及跳轉(zhuǎn)、棧操作、移位、子程序調(diào)用等類型，尋址方式包括立即尋址、直接尋址，間接尋址及相對(duì)尋址等。完成指令集的設(shè)計(jì)之后， 需要對(duì)指令進(jìn)行編碼。以“傳送指令 MOV”及“條件跳轉(zhuǎn)指令 JC”為例。 MOV A，Ri ——所對(duì)應(yīng)的指令編碼：00001iiiii （5 個(gè) i 代表可選擇的寄存器 Ri 為 32 個(gè)） JC addr——所對(duì)應(yīng)的指令編碼：01011000，addr （addr 為 16 位內(nèi)存單元地址） 2.3“實(shí)驗(yàn) CPU”的控制器設(shè)計(jì) “實(shí)驗(yàn) CPU”采用微程序控制器作為控制器。將微程序控制信號(hào)以微碼的形式構(gòu)成微指令，編制成多條微指令的微程序，存于控制存儲(chǔ)器中。