徐洁计算机组成原理及汇编语言程序设计第3版第3章微体系结构层课件.ppt

3.4.4 微命令的综合与产生 * 在组合逻辑控制器中，微命令是由组合逻辑电路产生的。产生微命令的逻辑条件有工作周期、节拍序号、定时脉冲、寻址方式、寄存器号、PSW状态、中断请求、DMA请求等。在给出全部指令的流程图和微操作时间表后，通过对它们进行综合分析，就可以列出各个微命令的逻辑表达式。 微命令的逻辑表达式都是“与-或”式的逻辑形态，各“与”项通常包括：指令操作码译码信号、寻址字段译码信号、工作周期状态、节拍、工作脉冲等。例如： 上述逻辑式反映出在什么情况下需发某个命令，将他们整理简化后就获得一组最终逻辑表达式，可用组合逻辑电路或者可编程门阵列电路实现之。 * 具体化举例与解释： PCOUT=FT0+MOV*ST0（变址+直接寻址+立即寻址）+MOV*DT0（变址+直接寻址）+…… 意义：在取指周期的第一拍FT0发微命令PCOUT；或者传送命令的源采用变址或直接寻址或立即寻址，则在源周期的第一拍ST0发微命令PCOUT；或者传送指令的目的采用变址或直接寻址，则在目的周期的第一拍DT0发微命令PCOUT。 CPMAR=FT0*P+MOV*ST0（变址+直接寻址+立即寻址+…）*P+MOV*DT0（变址+直接寻址+…）*P+…… 意义：在取指周期的第一拍FT0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR；或者传送命令的源采用变址或直接寻址或立即寻址等等，则在源周期的第一拍ST0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR ；或者传送指令的目的采用变址或直接寻址，则在目的周期的第一拍DT0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR 。 CPMAR=FT0*P+MOV*ST0（变址+直接寻址+立即寻址+…）*P+MOV*DT0（变址+直接寻址+…）*P+…… 意义：在取指周期的第一拍FT0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR；或者传送命令的源采用变址或直接寻址或立即寻址等等，则在源周期的第一拍ST0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR ；或者传送指令的目的采用变址或直接寻址，则在目的周期的第一拍DT0，当工作脉冲P到来时，发微命令CPMAR 。 微程序控制器设计导引 MOV -(R0),(SP)+；的读取与执行的流程 FT0：PC －MAR FT1： M－MDR －IR PC＋1 －PC ST0：SP －MAR ST1：M －MDR －C ST2：SP+1 －Z ST3: Z －SP DT0：R0-1 －Z DT1：Z －MAR,R0 ET0：C－ MDR ET1: MDR －M 控制字为： R0OUT、R1OUT、R2OUT、R3OUT 、CPR0、CPR1、CPR2、CPR3、CPIR、PCOUT、CPPC、PC+1、SPSW、SPOUT、CPSP、MDROUT、SMDR、EMAR、EMDR、CPMAR、CPMDR、DOUT、CPD、COUT、CPC、CPZ、ZOUT、ADD、SUB、AND、OR、XOR、COM、NEG、A+1、A-1、B+1、B-1、SAL、SAR、RD、WR（42位） FT0:0000000001000000000010000000000000000000000 FT1:0000000000010001110000000000000000000000010 * 3.5 微程序控制器原理 有些CPU采用微程序控制方式来产生微命令，相应的控制器称为微程序控制器。 1．微程序控制方式的基本思想 （1）将机器指令分解为基本的微命令序列，用二进制代码表示这些微命令，并编成微指令，多条微指令再形成微程序。 （2）一条微指令包含的微命令，控制实现一步（一个节拍）操作；若干条微指令组成的一小段微程序解释执行一条机器指令。 CM中的微程序能解释执行整个指令系统的所有机器指令。 微程序控制器是为了克服组合逻辑控制器线路复杂、不易修改的缺点而提出的，用类似存储程序的办法，来解决微操作命令序列的形成。就是把一条机器指令看成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条微指令对应一个或几个微操作。然后把这些微程序存到一个存储器中，用寻找用户程序机器指令的办法来寻找每个微程序中的微指令，逐条执行每一条微指令，也就相应地完成了一条机器指令的全部操作。 * 指令代码 运行状态 控制存贮器CM 微命令存储器μIR 微命令序列 微程序控制器原理框图： 控制存储器CM 功能：存放微程序。 CM属于CPU，不属于主存储器。 微指令寄存器 μIR 功能：存放现行微指令。 微操作控制字段：提供一步操作所需的微命令。 指明后续微地址的形成方式。 顺序控制字段： 提供微地址的给定部分 * 指令代码 运行状态 控制存贮器CM 微命令存储器μIR 微命令序列 微程序控制器原理框图： 2．微