3CPU-4微程序控制器分解.ppt

* * 3.6 微程序控制器原理 3.6.1 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； 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 IR PSW PC 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 IR PSW PC 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 IR PSW PC 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。 2.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 IR PSW PC 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 μIR μIR 译码器 微地址 形成电路 IR PSW PC 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 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 μAR CM 后续微指令 μIR 微地址 形成电路 IR PSW PC 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）执行后续微指令 同（3） 微地址 形成电路 IR PSW PC 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)。 3.6.2 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 AI BI ZO AOP MOP KK ST 3 3 3 3 4 4 4 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