第三篇cpu子系统(模型机设计).ppt

ET1： MBR M PC MAR ET2： EMAR W T+1 CPT(P) DM CPMAR 输出A PC A 1 FT CPFT(P) CPET(P) CPT(P) DT0： R1 MAR DM CPMAR 输出A R1 A T+1 CPT(P) 1 ET CPFT(P) CPET(P) ET0： C MBR C B 输出B DM CPMBR CPT(P) （3）双操作数指令 取目的数，暂存于D。 例： ADD X(R1),(PC)+ ； FT0： M IR， PC+1 PC 源数 ST0： PC MAR ST1： M MBR C ST2： PC+1 PC DT0： PC MAR DT1： M MBR D DT2： PC+1 PC 形式地址 DT3： D+R1 MAR DT4： M MBR D 目的数 ET0： C+D MBR ET1： MBR M ET2： PC MAR FT0： M IR， DT0： R0-1 R0 、MAR DT1： M MBR D ET0： ET1： MBR M ET2： PC MAR PC+1 PC D MBR （4）单操作数指令 例： COM -(R0)； （5）转移-返回指令 无条件转移 SKP R （R） （R)+ 按R指示从M取转移地址,修改R。 （SP)+ X(PC) 执行再下条指令。 从R取转移地址。 按R指示从M取转移地址。 从堆栈取返回地址,修改SP。 以PC內容为基准转移。 （RST） FT0： M IR， SP+1 SP 、MAR M MBR PC ET0： ET1： SP MAR ET2： R0 PC PC+1 PC FT0： M IR， PC+1 PC ET0： 、MAR FT0： M IR， PC+1 PC ET0： PC MAR ET1： M MBR C 位移量 ET2： PC+C PC 、MAR R 例1： JMP R0； 无条件转子： （R） （R)+ （SP)+ （PC)+ 入口在R中 例2： RST (SP)+； 例3： JMP X(PC)； （5）转子指令 入口在M中 入口在堆栈中 SP-1 SP MBR M ST1： PC MBR ST0： 、MAR FT0： M IR， PC+1 PC ET0： R2 MAR ET1： M MBR C 子程序入口 C PC 、MAR 返回地址压栈 ET2： ET3： 归纳微命令,综合化简条件,用组合逻辑电路实现。 读令R= 在ST形成子程序入口；在ET保存返回地址，并转 子程序入口。 例： JSR（R2）； 4.控制逻辑 例： FT0 +MOV.ST1+…… CPPC = FT0 P +MOV(ST2+DT1) X P +…… ● 产生微命令的速度较快。 5.优缺点 ● 设计不规整，设计效率较低； 控制器核心结构零乱，不便于检查和调试。 ● 不易修改与扩展指令系统功能。 6.应用场合 用于高速计算机，或小规模计算机。 3.6 微程序控制器设计 3.6.1 微程序控制的基本原理 一、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。 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。 二 、 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、