计算机组成原理唐朔飞PPT 第10章 控制单元的设计.ppt

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 10.2 微程序设计 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 四、微指令序列地址的形成 10.2 微程序设计 7. 后续微指令地址形成方式原理图 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 多路选择 四、微指令序列地址的形成 10.2 微程序设计 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 10.2 微程序设计 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 10.2 微程序设计 五、微指令格式 六、静态微程序设计和动态微程序设计 静态 微程序无须改变，采用 ROM 动态 通过 改变微指令 和 微程序 改变机器指令， 有利于仿真，采用 EPROM 七、毫微程序设计 1. 毫微程序设计的基本概念 微程序设计 用 微程序解释机器指令 毫微程序设计 用 毫微程序解释微程序 毫微指令与微指令 的关系好比 微指令与机器指令 的关系 10.2 微程序设计 2.　毫微程序控制存储器的基本组成 控制存储器 （微程序） CMAR1 MOP OP 转移地址 垂直型 微指令 IR + 1 CMDR1 CMAR2 控制存储器 （毫微程序） 水平型微指令 … 控制信号 CMDR2 10.2 微程序设计 七、毫微程序设计 八、串行微程序控制和并行微程序控制 取第 i+1 条微指令 执行第 i 条微指令 取第 i 条微指令 执行第 i+1 条微指令 执行第 i 条微指令 取第 i 条微指令 取第 i+1 条微指令 执行第 i+1 条微指令 取第 i+2 条微指令 执行第 i+2 条微指令 串行 微程序控制 并行 微程序控制 10.2 微程序设计 还需考虑 如何读出 这 3 条微指令 ? 1. 写出对应机器指令的微操作及节拍安排 假设 CPU 结构与组合逻辑相同 (1) 取指阶段微操作分析 T0 T1 T2 PC MAR M ( MAR ) MDR ( PC ) + 1 PC MDR IR OP ( IR ) 微地址形成部件 九、微程序设计举例 1 R 若一个 T 内安排一条微指令 则取指操作需 3 条微指令 3 条微指令 Ad ( CMDR ) CMAR OP ( IR ) 微地址形成部件 CMAR 10.2 微程序设计 (2) 取指阶段的微操作及节拍安排 考虑到需要 形成后续微指令的地址 T0 T1 T2 T3 T4 T5 1 R ( PC )+1 PC OP ( IR ) 微地址形成部件 MAR PC CMAR Ad ( CMDR ) MDR M ( MAR ) CMAR Ad ( CMDR ) IR MDR CMAR OP ( IR ) 微地址形成部件 九、微程序设计举例 10.2 微程序设计 (3) 执行阶段的微操作及节拍安排 考虑到需形成后续微指令的地址 取指微程序的入口地址 M 由微指令下地址字段指出 ? 非访存指令 ① CLA 指令 T0 T1 ② COM 指令 T0 T1 Ad ( CMDR ) CMAR AC AC CMAR Ad ( CMDR ) AC 0 九、微程序设计举例 10.2 微程序设计 ④ CSL 指令 T0 T1 ⑤ STP 指令 T1 Ad ( CMDR ) CMAR AC0 ACn T0 CMAR Ad ( CMDR ) G 0 L ( AC ) R ( AC ) ③ SHR