通用控制語言

通用控制語言

通用控制語言是指在實時控制領域中具有通用性的一種語言,其能夠提高控制系統的通用性和效率。通用控制語言的產生是計算機在工業中的推廣和套用的結果。

設計策略

用戶可以根據不同的系統採用不同的設計策略 。

CICS設計策略:它考慮到體系結構與編譯程式的密切關係。指令集合的設計是從規則性,正交性 和可合 成性等 方面考慮。這種設計策略形成的指令集相當全面和完整。但是這種設計 策略很難完全滿足。

RISC設計策略:它主要研究指令的最小有效集。充分考慮VLSI技術的特點,使晶片上不規則邏輯儘量減少 。因而,它很受VLSI設計界的歡迎。但是,由於RISC主張指令集儘可能簡單,以至有時最基本的操作也要用微程式來實現。

MISC設計策略:MISC設計策略在研究中不但考慮指令系統的完 整性,而且考慮如何使指令集合針對某一特定的套用最小, 巨最優。 MISC形成的系統,一方面提供所支持高級語言或特定套用的基元,而不象CICS設計策略那樣只提供解法;另一方面 ,它不象CISC那樣過分簡單,而是針對所支持的高級語言和特定的套用綜合考慮編譯效率和運行效率。所以,MISC是目前在計算機系統設計中常用的方法之一。

GISC設計策略:GISC設計策略是藉助於微程式設計技術。設計出一個總指令集,它可以覆蓋多方面的套用 。但真正作出核心微型計算機時則只按用到的指令,即總指令集的一個一子集來實現,GISC 與CISC有著根本的區別。CISC設計策 略中的複雜指令集合,是在CISC機器上直接實現的。因而占用晶片的面積資源多,使晶片設計複雜化。而GISC設計策略中的總指令集,並不是同時在核心微型計算機上直接實現,而只是根據實際需要實現相應子集合。

指令集

分類

按功能可以將通用控制語言的指令分為七大類:

1)算術指令:ADD加;SUB減;MUL乘;DIV除;MATRIX矩陣。

2)布爾指令:INV求反;COMP比較;AND與;OR或;BAND位與;BOR位或;BANDNOT位與非;BORNOT位或非。

3)I/O指令:FIN檔案輸入;FOUT檔案輸出;OUT輸出;IN輸入。

4)程控指令:GOSUB轉子;RET返回;STR開始;SKIP跳格;JMP轉移;MCS功能開始;MCR功能結束;END結束。

5)專用指令:TMR時間控制器;CNT記數器;SR漂移暫存器。

6)通信指令:FUN1;FUN2;FUN3;不固定,作為功能指令。

7)輔助指令:SHL左移;SHR右移;SET預置;RST重置;CLC清除;MOV移動。

要求

通用控制語言指令集合應當滿足:

①指令系統本身要具有易理解,易修改和完備性。

②形成的軟體應儘可能滿足軟體質量標準:簡明性和有效性。

③針對GCL是用於實時控制系統或與其類似的系統,GCL應支持類似於梯形邏輯圖的語言。

這些在實時控制中常用工程技術表示和控制中的一些特定套用。鑒於這些特點,我們採用了介於CISC設計策略和RISC設計策略之間的MISC設計策略。GCL指令集包括了算術運算、布爾運算等一般通用指令,而且包含了控制操作。通信操作等專用指令。從而使GCL語言不但具備相對完備性,而且在實時控制中具有一定的效率。

結構性能

1) GCL語言可方便地進行8位,16位,32位及1位的算術運算和邏輯運算。例:ADDA,B為32位加運算。ADD AH,BH為8位加運算。所以,GCL語言是一種運算功能很強的語言。

2) GCL語言除一般的輸入輸出指令外,還具有強制輸入輸出指令。例:FIN和FOUT。這樣為控制系統的測試提供了方便。

3) GCL語言提供了模組設計的手段,例如MCS和MCR指令。MCS指令相當於結構程式語言PASCAL中的BEGIN,MCR相當於END。

4) GCL語言提供了很強的數據傳送指令MOV。MOV指令不但可以進行暫存器間的傳送,而且可以是數據塊的傳送。例:MOV A,B是將暫存器A的內容傳給暫存器B。MOV X1,X2,D是將從X1為開始地址,長度為D的內容傳送給以X2為首地址的相應單元。

5) GCL語言為實時控制系統提供了專用指令TMR,CNT,SR。

6) GCL語言為多機並行控制系統提供了通信可能。因它具有指令FUN1,FUN2,FUN3。

7) GCL語言除了上面的六個特點外,它還考慮了VLSI實現中的問題,有意地避免使用00,55,88,和FF這四個易出錯單元。這點從GCL語一言的指令編碼可以看到。為今後進一步發展打好了基礎。

8) GCL語言中的GOSUB,RET等語句增強了語言的可讀性。

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