计算机组成原理控制单元技术总结.pptVIP

3. 画出逻辑图 特点 思路清晰 简单明了 庞杂 调试困难 修改困难 速度快 1 1 ≥ FE IND EX LDA ADD JMP BAN STA T1 M ( MAR) MDR （RISC） 4.4 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 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 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 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 速度最快 下地址 …… 控制信号 操作控制 某位为 “1” 表示该控制信号有效 2. 字段直接编码方式 将微指令的控制字段分成若干 “段” 每段经译码后发出控制信号 每个字段中的命令是 互斥 的 译码 … 译码 … 译码 … 下地址 操作控制 控制信号 缩短 了微指令 字长，增加 了译码 时间 微程序执行速度较慢 3. 字段间接编码方式 4. 混合编码 直接编码和字段编码（直接和间接）混合使用 5. 其他 … 字段 1 … 字段 2 译码 译码 译码 … 操作控制 控制信号 … 字段 n 下地址 … … 控制信号 四、微指令序列地址的形成 1. 微指令的 下地址字段 指出 2. 根据机器指令的 操作码 形成 3. 增量计数器 4. 分支转移 ( CMAR ) + 1 CMAR 转移地址 操作控制字段 转移方式 转移方式 指明判别条件 转移地址 指明转移成功后的去向 5. 通过测试网络 6. 由硬件产生微程序入口地址 第一条微指令地址 由专门 硬件 产生 中断周期 由 硬件 产生 中断周期微程序首地址 非测试地址 h 测试地址 l 测试网络 … … 测试源 微指令地址 CMDR 操作控制 顺序控制 H L 7. 后继微指令地址形成方式 多路选择 地址 选择 + 1 CMAR 地址译码 下地址 转移方式 CMDR 控制存储器 … 控制信号 分支 逻辑 … 标志 微程序入口 OP IR 微地址 形成部件 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 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 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 第四章 控制单元 4.1 操作命令的分析 4.2 控制单元的功能 4.3 组合逻辑设计 4.4 微程序设计 4.1 操作命令的分析 完成一条指令分 4 个工作周期 取指周期 间址周期 执行周期 中断周期 一、取指周期 PC MAR 地址线 1 R M ( MAR ) MDR MDR IR ( PC ) + 1 PC +1 MDR CU MAR PC IR 存储器 CPU 地址总线 数据总线 控制总线 4.1 操作命令的分析 二、间址周期 M ( MAR ) MDR 1 R Ad ( IR ) MAR MDR A