微程序控制器1资料ppt课件.ppt

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1、第三节微程序控制器原理4.3.1微程序控制的基本思想1.若干微命令编制成一条微指令，控制实现一步操作；2.若干微指令组成一段微程序，解释执行一条机器指令；3.微程序事先存放在控制存储器中，执行机器指令时再取出。1.若干微命令编制成一条微指令，控制实现一步操作；2.若干微指令组成一段微程序，解释执行一条机器指令；CPU的构成引入了程序技术，使设计规整；引入了存储逻辑，使功能易于扩展。4.2.2组成原理1.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

2、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

3、。2.工作过程微地址形成电路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（1）取机器指令CM取指微指令µIR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微命令字段译码器控制存储器微命令主存机器指令微命令字段微地址字段IR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

4、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（3）执行首条微指令控制存储器译码器µIRµIR译码器微命令字段微地址字段微命令序列微命令操作部件微地址形成电路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（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后续微地址µAR微地址形成电路控制存储器CM后续微指

5、令µIR微地址寄存器微命令字段微地址字段（5）执行后续微指令同（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微命令字段微地址字段（6）返回微程序执行完，返回CM(存放取指微指令的固定单元)。3.基本概念和术语1.微命令与微操作微命令：构成控制信号序列的最小单位。由控制信号向有关的部件发出。微操作：由微命令控制实现的最基本操作。微命令是微操作的控制信号，微操作

6、是命令控制的操作过程。2.微指令和微周期微指令：若干微命令的组合，以编码形式存放在CM的一个单元中，控制实现一步操作。微周期：从CM中读取一条微指令并执行相应的微操作所需的时间。3.微程序与微程序设计微程序：一系列微指令的有序集合。微程序设计：将传统的程序设计方法运用到控制逻辑的设计中，因此也有微子程序、分支、循环等形态。4.工作程序与微程序、主M与CM4.3.3微指令格式和编码方法1.格式分类（1）垂直型微指令优点：一条微指令定义并执行几种并行的基本操作。微指令短、简单、规整，便于编写微程序。缺点：微程序长，执行速度慢；工作效率低。（2）水平

7、型微指令一条微指令定义并执行一种基本操作。优点：缺点：微指令长，编写微程序较麻烦。微程序短，执行速度快。（3）混合型微指令微指令不长，便于编写；微程序不长，执行速度加快。在垂直型的基础上增加一些不太复杂的并行操作。例.长城203微指令AIBIZOAOPMOPKKST3333444运算器输入控制运算器输出控制操作类型控制访M、I/O控制常数辅助操作2.编码方法（1）直接控制法例.某微指令微命令按位给出。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

8、采用直接控制法。（2）分段直接编译法例.对加法器输入端进行控制。微命令由字段编码直接给出。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