计算机组成原理第8章控制单元的设计研究.ppt

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 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 10.2 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