计算机组成原理_3_3.ppt

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1、第3章第3讲微程序控制器的微程序设计作业：1.认真看懂A、B、D组指令的执行步骤，你能提出什么改进或者变动的意见吗？说明每组指令各步骤完成的主要功能。说明取指的两个步骤的控制信号的控制作用。2.认真看懂ADD指令执行步骤的控制信号的控制作用，写出SUB、OR、AND指令执行步骤的控制信号，指出它们和ADD指令使用的控制信号的区别。3.写出JR和JRC指令在执行功能、执行步骤和使用的控制信号方面的区别。4.写出PUSHDR和POPF在指令格式、执行功能和执行步骤中使用的控制信号方面的区别。5.总结教学计算机中确定微指令下地址的方式和在微指令字中的具体的控

2、制办法。控制器部件总体要求：控制器部件的功能、组成、设计与实现是课程教学中的重点难点内容，应该学得好一点。设计控制器的基础和依据是指令系统，包括指令的功能、格式、选用的寻址方式等；控制器的功能和组成概述，指令的执行步骤概述等内容要非常清楚地理解，这是学习后续知识的指导性纲要；依据指令系统和计算机组成的初步设计，完成不同类型指令的执行步骤设计（分成几步，各步骤的功能和接续关系）是更为基础一点的内容；依据计算机的各功能部件的运行要求，设计控制器应该提供给各功能部件的控制信号，是控制器设计的一个步骤；设计每条指令的每一个执行步骤所用的控制信号是控制器设计过程

3、中最机械、费时、繁琐的一个步骤；硬连线的控制器和微程序的控制器用不同的方法提供全部控制信号，并用不同的方法实现对自身的控制作用。指令执行过程的流水线控制是提高指令执行速度的有效措施，这些内容不作为基本教学要求。控制器的组成①程序计数器PC：存放指令地址，有+1或接收新值功能。②指令寄存器IR：存放指令内容：操作码与操作数地址。主脉冲源与启停控制线路，按需要给出主脉冲信号。③指令执行步骤标记线路：指明每条指令的执行步骤。④控制信号记忆或产生线路：给出计算机各功能部件部件协同运行所需要的控制信号。运算器部件主存储器部件总线及输入/输出接口(输入/输出设备

4、)控制器部件各部件包括也包括设计中的难点，在于解决对运算器、控制器的控制每条指令的执行步骤—读取指令指令地址送入主存地址寄存器读主存，读出内容送入指定的寄存器—分析指令—按指令规定内容执行指令不同指令的操作步骤数，和具体操作内容差异很大,—检查有无中断请求若有，则响应中断并转中断处理若无，则转入下一条指令的执行过程形成下一条指令地址R_R类型指令读写内存类型指令输入输出类型指令其他类型指令可能执行一次或多次是一次读内存操作公共操作公共操作是每一条指令的特定操作控制存储器映射IRPC接口输出设备主存储器运算器部件下地址启停地址寄存器数据总线地址总线控制

5、总线….控制条件微指令寄存器主振微程序方案的控制器接口输入设备微程序控制器实验Am2910MAPROM微下地址CISCC3~03~0SCCGal控制存储器（ROM）指令操作码微指令转移的控制条件/SCC微指令寄存器0MRWSAI8~6B口0SSTDC20I2~0SBI5~3A口SSHSCIDC1CP/G读命令1.确定指令功能与格式2.划分指令执行步骤3.设计微指令内容4.分配微指令地址5.把新微指令写入控存6.需要时修改MAPROM和SCCGal等7.调试并且运行B口二选一A口二选一IR.SRIR.DR微程序控制器部件56位的微指令字长，微下地

6、址字段16位，控制命令字段40位，7片28C64组成控存。1片28C65，从指令操作码产生微地址，1片374存8位下地址，1片273存8位条件码，1片377存8位现微地址。1片Am2910给出下一条微指令地址，1片GAL按判断条件产生微指令转移信号/CC；5片GAL用作为5片8位的D触发器的寄存器，2片GAL实现两个4位的2选1芯片功能。8或16位的指令寄存器。PC0ARPCPCPC+1IR(AR)/MAP寄存器之间运算与传送读、写内存AR地址AR地址读、写内存或I/O接口读、写内存PC地址（2）16位机的基本指令、扩展指令执行流程图A组

7、B组C组D组/ResetB、C、D组PC0ARPCPCPC+1IR(AR)/MAP寄存器之间运算与传送读、写内存AR地址AR地址读、写内存或I/O接口读、写内存PC地址（2）16位机的基本指令、扩展指令执行流程图A组B组C组D组/ResetB、C、D组把原来完成读取指令的那一条微指令中的下地址字段的CI3~CI0从14h修改为02h,则它还同时完成了依据指令操作码读出对应的微指令。加电启动时，执行0PC接下来的两步，完成取指操作按指令操作码，读出相应微指令按指令具体功能,再分别用1、2、3、4步完成不同指令组的中各条指令的执行过程最后检

8、查中断请求信号，有请求时则响应中断，否则开始下一条指令的执行过程下址CI3~0SCC3~00M