指令譯碼器譯碼器

譯碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件，其可以分為:變量譯碼和顯示譯碼兩類。

變量譯碼:一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，一般分為2n譯碼和8421BCD碼譯碼兩類。

顯示譯碼:主要解決二進制數顯示成對應的十、或十六進制數的轉換功能，一般其可分為驅動LED和驅動LCD兩類。

譯碼是編碼的逆過程，在編碼時，每一種二進制代碼，都賦予了特定的含義，即都表示了一個確定的信號或者對象。把代碼狀態(tài)的特定含義"翻譯"出來的過程叫做譯碼，實現譯碼操作的電路稱為譯碼器?；蛘哒f，譯碼器是可以將輸入二進制代碼的狀態(tài)翻譯成輸出信號，以表示其原來含義的電路。

根據需要，輸出信號可以是脈沖，也可以是高電平或者低電平。

計算機指令通常由操作碼和地址碼兩部分組成:

操作碼:指明計算機執(zhí)行的某種操作的性質和功能;

地址碼:指出被操作的數據(簡稱操作數)存放在何處，即指明操作數地址，有的指令格式允許其他地址碼部分就是操作數本身。

計算機執(zhí)行指令時，從內存中取出的一條指令經數據總線送往指令寄存器中。指令的操作碼被送到指令譯碼器中譯碼，地址碼則送到地址形成部件。地址形成部件根據指令特征將地址碼形成有效地址，送往主存的地址寄存器。對于轉移指令，要將形成的有效轉移地址送往程序計數器中，實現程序的轉移。操作控制器根據指令譯碼器對于指令操作碼的譯碼，產生出實現指令功能所需要的全部動作的控制信號。這些控制信號按照一定的時間順序發(fā)往各個部件，控制各部件的動作。

控制器的作用是控制和協(xié)調整個計算機的動作控制通常需要程序計數器(PC)、指令寄存器(IR)、指令譯碼器(ID)、定時與控制電路以及脈沖源、中斷等共同完成?？刂破饔?指令寄存器Instruction Register、指令譯碼器Instruction Decoder、定時與控制電路Programmable Logic Array、程序計數器Program Counter、標志寄存器Flags Register、堆棧和堆棧指針Stack Pointer、寄存器組等構成。

CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設備控制器應能接收并識別這些命令。為此，在控制器中應具有相應的控制寄存器，用來存放接收的命令和參數，并對所接收的命令進行譯碼。例如，磁盤控制器可以接收CPU發(fā)來的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數;相應地，在磁盤控制器中有多個寄存器和命令譯碼器等。

這是指實現CPU與控制器之間、控制器與設備之間的數據交換。對于前者，是通過數據總線，由CPU并行地把數據寫入控制器，或從控制器中并行地讀出數據;對于后者，是設備將數據輸入到控制器，或從控制器傳送給設備。為此，在控制器中須設置數據寄存器。

控制器應記下設備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當該設備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時，CPU才能啟動控制器從設備中讀出數據。為此，在控制器中應設置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來反映設備的某一種狀態(tài)。當CPU將該寄存器的內容讀入后，便可了解該設備的狀態(tài)。

就像內存中的每一個單元都有一個地址一樣，系統(tǒng)中的每一個設備也都有一個地址，而設備控制器又必須能夠識別它所控制的每個設備的地址。此外，為使CPU能向(或從)寄存器中寫入(或讀出)數據，這些寄存器都應具有唯一的地址。例如，在IB-MPC機中規(guī)定，硬盤控制器中各寄存器的地址分別為320~32F之一?？刂破鲬苷_識別這些地址，為此，在控制器中應配置地址譯碼器。

由于I/O設備的速率較低而CPU和內存的速率卻很高，故在控制器中必須設置一緩沖器。在輸出時，用此緩沖器暫存由主機高速傳來的數據，然后才以I/O設備所具有的速率將緩沖器中的數據傳送給I/O設備;在輸入時，緩沖器則用于暫存從I/O設備送來的數據，待接收到一批數據后，再將緩沖器中的數據高速地傳送給主機。

設備控制器還兼管對由I/O設備傳送來的數據進行差錯檢測。若發(fā)現傳送中出現了錯誤，通常是將差錯檢測碼置位，并向CPU報告，于是CPU將本次傳送來的數據作廢，并重新進行一次傳送。這樣便可保證數據輸入的正確性。