组成原理课件 - 微程序控制器..ppt

§ 6 · 4 微程序控制器 （二）工作原理 1、取指阶段 （1）将取指微程序首地址置于CMAR中。 （2）读微指令。 （3）产生微操作命令。 （4）形成下一条微指令地址。 （5）取下一条微指令。…………重复（1）~（4）过程，直到该机 器指令送入CIR为止。 2、执行阶段 （1）加法执行阶段对应的微程序首地址的形成。 （2）读出微指令。 （3）产生微操作命令。 （4）形成下一条微指令地址。…………重复（1）~（4）过程，直 到下一机器指令送入CIR为止。 3、微指令控制方式（微指令编码方式 ） 微指令中的微操作码字段如何形成微操作命令。 （1）直接控制方式 利用微操作码各位的状态，直接作为微操作命令信号去控制 被控部件。 特点： ①简单直观，其输出直接用于控制，产生控制信号的速度快。 ② 微指令代码长，微代码的编码效率低。 （2）编码表示法 ① 显示编码：将微操作码分成几个字段，将相容性的微命令分在 不同字段内，将相斥性的微命令分在同一字段内， 然后将每一个字段经译码后，发出各个微操作命令。 特点：微指令代码短，编码效率高，控制信号产生的速度慢。 ② 隐式编码：指各字段的译码信号不能直接用作微操作命令，必须 由其化字段或某些特征触发器的状态作为补充解释或 相互配合，才能使微操作命令有确切含义。 特点：可缩短指令字长、减少控制存储器的容量。 4、微地址的形成方法：形成下一条微指令地址的方法。 （1）计数器方式 用微程序计数器μPC来产生下一条微指令的地址，将微程序 中的各条微指令按执行顺序安排在控制存储器中，后继微地址由现 行微地址加上一个增量来得到。在非顺序方式执行微指令时，通过 转移方式，用一条转移微指令转向执行指定后继微地址的下一条微 指令。在微指令格式中有标志位来区分转移微指令和控制微指令。 μPC在一般情况下是加1 产生下一条微指令的地址的。除非遇到如 下情况 ①微程序结束， μPC复位到起始微地址。 ②当一个新的指令装入IR时， μPC中装入该指令的执行阶段的起始微地址。 ③在遇到转移微指令并转移条件满足时， μPC装入转移目标的微地址。 特点：实现方法直观，顺序控制字较短，微地址生成机构简单。由 于微指令发生转移的概率高，需要在微程序中增加许多转移 微指令，所以会降低执行速度。 （2）断定方式 在每一条微指令中增加转移功能，每条微指令既可以有控制其 他部件的功能，又具有控制微程序流程的功能。在断定方式中，引 入两个下地址字段，根据条件选择其中一个下地址字段作为下一条 微指令的微地址。下一条微指令的微地址则包含在当前微指令的代 码中，每一条微指令都具有分支的功能，不需专门的转移微指令。 特点：无需μPC来指定下一条微指令的微地址，灵活性好，执行速 度快。但增加了微指令代码的长度，而且不能有效的解决条 件转移以及多路分支问题。 （3）结合方式 微指令的格式由微指令控制字段、条件选择字段和转移地址字 段三部分组成。 ①控制字段产生微操作控制信号。 ②条件选择字段用于规定条件转移微指令要测试的外部条件。 ③转移地址字段当条件满足时用它作为下一个微指令的微地址，否则用 μPC产生下一条微指令的微地址。 四、微指令的重叠 在同一节拍内，两个微操作的被控对象互不干涉，则可将两个 微操作安排在同一时刻。 五、微程序的设计步骤 1、根据微操作命令的执行顺序安排节拍，并由些编出微操作时间 表。 2、根据微操作的数目，确定微指令的控制方式及微