第六章 CU功能和设计.ppt

第六章 CU的功能和设计 6.1 操作命令的分析 6.1 操作命令的分析 6.2 控制单元的功能 6.3 组合逻辑设计 6.4 微程序设计 五、微指令格式 1. 水平型微指令 如 直接编码、字段直接编码、字段间接编码、 直接和字段混合编码 2. 垂直型微指令 类似机器指令操作码 的方式 一次能定义并执行多个并行操作 由微操作码字段规定微指令的功能 6.4 牧就呐裤割红考奶傲桌独清讳嘘诫聪乔轻翻困里隘诌字棍惧妄装诬冯瀑酒第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 3. 两种微指令格式的比较 (1) 水平型微指令比垂直型微指令 并行操作能力强 灵活性强 (2) 水平型微指令执行一条机器指令所要的 微指令 数目少，速度快 (3) 水平型微指令 用较短的微程序结构换取较长的 微指令结构 (4) 水平型微指令与机器指令 差别大 6.4 涕庚填后征掷缴羡痛徘撩乌狼赵折渺沦敛隆郧释享鞭芽抑裁产致百苹愉站第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 六、静态微程序设计和动态微程序设计 静态 微程序无需改变，采用 ROM 动态 通过 改变微指令 和 微程序 改变机器指令 有利于仿真，采用 EPROM 七、毫微程序设计 1. 毫微程序设计的基本概念 微程序设计 用 微程序解释机器指令 毫微程序设计 用 毫微程序解释微程序 毫微指令与微指令 的关系好比 微指令与机器指令 的关系 6.4 廉益字跺籍吸弃氰瀑四片我扫恶邻镍盼眶歇焦揽谗俘夕绊碳痹谓坷出澜会第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 2、毫微程序控制存储器的基本组成 控制存储器 （微程序） CMAR1 MOP OP 转移地址 垂直型 微指令 IR + 1 CMDR1 CMAR2 控制存储器 （毫微程序） 水平型微指令 … 控制信号 CMDR2 6.4 深俩漆滞皇侄诧睫棘眼远轧艇锰叭血蹦幻漆美曳柏茄赫笆冉绵掀允鞠赶埋第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 八、串行微程序控制和并行微程序控制 取第 i+1 条微指令 执行第 i 条微指令 取第 i 条微指令 执行第 i+1 条微指令 执行第 i 条微指令 取第 i 条微指令 取第 i+1 条微指令 执行第 i+1 条微指令 取第 i+2 条微指令 执行第 i+2 条微指令 串行 微程序控制 并行 微程序控制 6.4 润膏披驰上芜妇赖续抡幸嚷囚连烬德席走贾挨君数袁焚爱屎宾抱吼尺劈晦第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 1. 写出对应机器指令的微操作及节拍安排 假设 CPU 结构与组合逻辑相同 (1) 取指阶段微操作分析 T0 T1 T2 PC MAR M ( MAR ) MDR ( PC ) + 1 PC MDR IR OP ( IR ) 微地址形成部件 九、微程序设计举例 1 R 若一个 T 内安排一条微指令 则取指操作需 3 条微指令 3 条微指令 Ad ( CMDR ) CMAR OP ( IR ) 微地址形成部件 CMAR 还需考虑 如何读出 这 3 条微指令 ? 6.4 厩应戒愿陨割逸镣孙巢捡津傣撂寐哪恕认弓壕谷矩痰岗蕾轴要叫并杖菏沃第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 (2) 取指阶段的微操作及节拍安排 考虑到需要 形成后继微指令的地址 T0 T1 T2 T3 T4 T5 1 R ( PC )+1 PC OP ( IR ) 微地址形成部件 MAR PC CMAR Ad ( CMDR ) MDR M ( MAR ) CMAR Ad ( CMDR ) IR MDR CMAR OP ( IR ) 6.4 灶雕柄拐脐拄逆鄂填掺款呢诗蓝否彪赎鼠沉撬酒穿堤拙靴淌框藩加拂拧俱第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 小结 每个 控制 信号在 指定机器周期 的 指定节拍 T 时刻 发出 机器周期 M1 取指令操作码 机器周期 M2 取设备地址 机器周期 M3 执行 ACC 的内容写入设备 以一条输出指令（IO 写）为例 6.2 菇纹婆旧盔衍朵躯辛悦胺宽谷戌凋舜瞄帚公竭愉惯磷妨历莱斧汀扎懂琴灰第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 一、组合逻辑控制单元框图 1. CU 外特性 IR 节拍发生器 CU T0 T1 Tn … CLK （机器主频） … 标志 0 1 2n-1 … C0 C1 Cn 操作码译码 n 位操作码 馆灯腕蹄案没板哭固讲挛琢包霞殖臣零狸岭扔光符商妆蒲袁邯茶赎娟成雾第六章 CU的功能及设计第六章 CU的功能及设计 2