计算机组成原理第8章控制单元的设计技术总结.pptVIP

10.2 微程序设计 一、微程序设计思想的产生 1951 英国剑桥大学教授 Wilkes 完成 一条机器指令 微操作命令 1 微操作命令 2 微操作命令 n …… 微指令 1微指令 n 微程序存储逻辑 一条机器指令对应一个微程序 …… 存入 ROM 二、微程序控制单元框图及工作原理 1. 机器指令对应的微程序 M+1 M M+2 P+1 K K+2 P P+2 K+1 … 取指周期微程序 对应 LDA 操作的微程序 对应 STA 操作的微程序 间址周期微程序 中断周期微程序 10.2 2. 微程序控制单元的基本框图 微地址 形成部件 顺序逻辑 CMAR 地址译码 控制存储器 标志 CLK 下地址 CMDR 至 CPU 内部和系统总线的控制信号 OP IR 操作控制 顺序控制 微指令基本格式 10.2 二、微程序控制单元框图及工作原理 M+1 M M+2 P+1 K K+2 P P+2 K+1 … 取指周期 微程序 对应 LDA 操作的微程序 对应 STA 操作的微程序 间址周期 微程序 中断周期 微程序 M+1 M+2 P+1 P+2 K+1 K+2 M M 转执行周期微程序 … 转取指周期微程序 … 10.2 3. 工作原理 控存 M+1 M M+2 P+1 Q Q+2 P P+2 Q+1 … 取指周期 微程序 对应 LDA 操 作的微程序 对应 ADD 操 作的微程序 Q+1 Q+2 M M+1 M+2 P+1 P+2 M … … … 对应 STA 操 作的微程序 K+1 K+2 M K K+2 K+1 LDA X ADD Y STA Z 主存 STP 用户程序 10.2 3. 工作原理 (1) 取指阶段 M CMAR CM ( CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 形成下条微指令地址 Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 M + 1 M + 2 PC MAR 1 R M ( MAR ) MDR ( PC ) + 1 PC MDR IR 0 0 1 0 0 0 0 M + 2 … 1 0 0 0 0 1 M+1 M … 0 1 0 0 1 0 M+2 M + 1 … 形成下条微指令地址 执行取指微程序 10.2 (2) 执行阶段 CM ( CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 OP ( IR ) 微地址形成部件 CMAR ( P CMAR ) Ad (CMDR ) CMAR Ad ( IR ) MAR 1 R M ( MAR ) MDR MDR AC 0 0 0 0 0 0 1 0 P + 2 … M 执行 LDA 微程序 形成下条微指令地址 P + 1 形成下条微指令地址 P + 2 形成下条微指令地址 M ( M CMAR ) 0 1 0 0 0 P+2 P + 1 … 0 0 0 1 0 0 1 P+1 P … 10.2 (3) 取指阶段 CM ( CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 M CMAR PC MAR 1 R 1 0 0 0 0 1 M+1 M 全部微指令存在 CM 中，程序执行过程中 只需读出 关键 微指令的 操作控制字段如何形成微操作命令 微指令的 后继地址如何形成 执行取指微程序 …… 10.2 三、微指令的编码方式（控制方式） 1. 直接编码（直接控制）方式 在微指令的操作控制字段中 每一位代表一个微操作命令