第3章4微程序控制器ppt课件.ppt

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1、3.6微程序控制方式3.6.1微程序控制的基本原理1、基本思想(1)采用了“存储逻辑”的设计思想将控制器所需要的微操作命令，以微代码的形式编成微指令，存在专门的存储器中，执行机器指令时，从该存储器中取出微指令，产生执行机器指令所需的微操作命令序列。(2)采用了“程序设计”的技术把一条机器指令所需要的微操作命令序列，以微指令的形式编成一段微程序，整个指令系统就编出一整套微程序，采用“顺序、转移、多分支”等程序设计的技术进行微程序的设计。若干微命令编制成一条微指令，控制实现一步操作；若干微指令组成一段微程序，解释执行一条机器指令；微程序事先存放在控制存储器中，执行机器指令时再取出。具体做法：2逻

2、辑组成主要部件（1）控制存储器CM功能：微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR存放微程序。CM属于CPU，不属于主存储器。（2）微指令寄存器µIR功能：微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR存放现行微指令。微命令字段：提供一步操作所需的微命令。微地址字段：指明后续微地址的形成方式。提供微地址的给定部分。(微操作控制字段)(顺序控制字段)（3）微地址形成电路功能：微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR提供

3、两类微地址。微程序入口地址：由机器指令操作码形成。后续微地址：由微地址字段、现行微地址、运行状态等形成。工作过程（1）取机器指令CM取指微指令µIR微命令字段译码器微命令主存机器指令IR微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR取指微指令控制存储器取指微指令微命令字段微地址字段译码器微命令序列控制存储器微命令字段微地址字段译码器微命令序列（2）转微程序入口IR操作码微地址形成电路入口µAR微命令字段CM首条微指令（3）执行首条微指令µIRµIR译码器微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字

4、段微地址字段µIR取指微指令控制存储器取指微指令微命令字段微地址字段译码器微命令序列IR控制存储器微命令字段微地址字段译码器微命令序列微地址形成电路IR微地址寄存器微地址形成电路控制存储器微地址寄存器微命令字段微地址字段控制存储器微命令字段微地址字段微命令操作部件（4）取后续微指令微地址字段现行微地址运行状态微地址形成电路后续微地址µARCM后续微指令µIR微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR微命令字段微地址字段PSW微地址寄存器微地址形成电路微命令字段微地址字段PSW微地址寄存器微地址寄存器微地址形成电路微地址寄存器（5）执

5、行后续微指令同（3）微地址形成电路IRPSWPC微地址寄存器µAR控制存储器CM译码器微命令序列微命令字段微地址字段µIR微命令字段微地址字段PSW微地址寄存器微地址形成电路微命令字段微地址字段PSW微地址寄存器微地址寄存器微地址形成电路微地址寄存器（6）返回微程序执行完，返回CM(存放取指微指令的固定单元)。机器指令的读取与执行：一条机器指令的读取与执行就是其对应的一段微程序的读取与执行，可以分为4步：（1）从CM中读取“取指令微指令”并执行，该微指令的执行就完成从主存取出一条机器指令（公操作）。（2）由取出的机器指令的操作码，经“微地址形成电路”，产生该指令对应的微程序的入口微地址。（3

6、）由该入口微地址，逐条取出微指令执行，产生该机器指令的执行所需要的微操作命令序列。（4）该段微程序执行结束，使微地址清0，又回到“取指令微指令”，开始下一条机器指令的取指与执行。3.6.2微指令的编码方式1、直接控制法（不译码法）特点：一位一个控制信号，不需要译码，直接产生微命令信号。2、分段直接编译法特点：分为若干字段，一个n位长的字段可以表示2n个微命令。所以，压缩了微指令的长度。分段的原则：•同类操作中“互斥的微命令”应该分在同一字段中进行编码；（目的是可以压缩微指令的长度）•“相容的微命令”应该分到不同的字段中。（目的是可以保证相容操作的并行性）3、分段间接编译法特点：某一字段的微命

7、令编码需要另一字段的编码加以解释直接控制法例.某微指令不需译码，产生微命令的速度快；信息的表示效率低。C0RW111C0=0进位初值为01进位初值为1R=0不读1读0不写1写W=微指令中通常只有个别位采用直接控制法。举例分段直接编译法例.对加法器输入端进行控制。000不发命令微指令中设置AI字段，控制加法器的输入选择。加法器ABR、CD、ER、CD、FAI3010CA100FB…001RA010CA011DB