一种协处理器微程序控制器设计.pdfVIP

第26卷第6期 合 肥 工 业 大 学 学 报 (自然科学版) Vo1．26No．6 2003年 12月 JoURNAL OFHEFEIUNIVERSITY oFTECHNoLoGY Dec．2003 一 种协处理器微程序控制器的设计 唐世庆 ， 尹勇生 ， 刘 聪 ， 胡永华 ， 张多利 (合肥工业大学 电气与 自动化工程学院，安徽 合肥 230009) 摘 要 在协处理器中，微程序控制器的微码控制是协处理器指令译码的控制核心。文章提出一种协处理器微程序控制器的 设计方法，并给出其功能验证的测试平台．采用隐含下址编码、流水及预译码等设计技术，来提高微码的执行效率 ．经优化的 设计具有较快的译码速度和较小的微控制存储器面积。采用该方法设计的微程序控制器已经嵌入协处理器中，并且流片测 试成功． 关键词 协处理器 I微程序控制器 I优化 I验证 中圈分类号 TP332．3 文献标识码 A 文章编号 1003—5060(2003)06—1271—05 An approach tothedesign ofm icroprogram controllerforcoprocessor TANG Shi—qing， YIN Yong—sheng， LIU Cong， HU Yong—hua， ZHANG Duo—li (SchoolofElectricEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China) Abstract：Theexecutingofthemicrocodefunctionofthem icroprogram controllerisverycrucialtothe instructionsdecoderinthecoprocessor．In thispaper，an approachto thedesign ofthemicroprogram controllerforcoprocessorisproposedandatestbench isgiven toverify thefunctionofthepresented microprogram controller．Somedesign techniquesareappliedforimprovingtheexecutingefficiencyof microcode such as hidden addressing，pipeline，predecoder and SO on． The optimized design is characterizedbyfasterdecoderand smallerareaofcontrollingmemory．Thedesignedblockhasbeen embedded inthecoprocessor，and theproducttestissuccessfu1． Keywords：coprocessor；microprogram controller；optimization；verification 微程序控制方法规整性好 、灵活方便及通用性强，因此在 (包括计算机在 内的)各种复杂数字系统控 制器的设计中得到了广泛应用，成为控制器的主流设计方法之一。在协处理器这种大型复杂的指令系统 与 电路 中，微程序控制方法 比硬布线控制设计方法有规整的结构，易于升级修改等 明显的优势u。本文 采用微程序控制器为主要方法，将协处理器指令系统的功能细化成微指令的控制实现 。 协处理器的指令编码通常 比微处理器的指令编码更简单，同时绝大多数的协处理器指令都是基于 微程序控制完成的 ]。指令的一级译码主要给出微码地址及相应的控制信号，由微码完成指令的细节控 制功能 。 评价微程序控制性能的标准有 ：① 微程序ROM 的长度和微指令的长度 。② 下址产生的时间 J。前 收稿 日期 2003—04—09I修改 日期：2003—05—13 作者简介 唐世庆 (1974一)，男，安徽砀山人，合肥工业大学硕士生 1272 合肥工业大学学报 (自然科学版)