第四章CPU原理与组成讲述.ppt

* * * * * （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)。 4.2.3 微指令格式和编码方法 1.格式分类(一步操作的微命令) （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 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。 C0 R W 1 1 1 C0= 0 进位初值为0 1 进位初值为1 R= 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。 （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。 加法器 A B R、C D、E R、C D、F AI 3 010 C A 100 F B … 001 R A 010 C A 011 D B 011 D B ？ 微命令分组原则： 同类操作中互斥的 微命令放同一字段。 不能同时出现 C D 操作唯一； 加法器A输入端的控制命令放 AI字段，B输入端的控制命令 放BI字段。 加法器 A B R、C D、E R、C D、F 000 不发命令 010 C A 100 E A 001 R A 011 D A C D AI BI 3 3 010 C A 000 不发命令 010 C B 100 F B 001 R B 011 D B 011 D B AI： BI： 一条微指令能同时 提供若干微命令，便于组织各种操作。 编码较简单； （3）分段间接编译法 例. 微命令由本字段编码和其他字段解释共同给 出。 C = C A 1) 设置解释位或解释字段 解释位 1 A为某类命令 0 A为常数 2) 分类编译 按功能类型将微指令分类，分别安排各类微 指令格式和字段编码，并设置区分标