组成原理考研复习4 2011 .ppt

* * 后继微地址可由微程序设计者指定，或者根据微指令所规定的测试结果直接决定后继微地址的全部或部分值。 测试段如果只有一位，则微地址将产生两个分支，若有两位，则最多可产生四个分支，依此类推，测试段为n位最多可产生2n个分支。 * * * * * 微指令字较长。一般为几十位到100位左右，有的长达200多位。一般来说，机器规模越大，速度越快，采用的微指令字就越长。 微指令中的微操作有高度的并行性，即在一个微周期中，一次能并行执行多个微命令，因而能充分发挥数据通路并行结构的并行操作能力。 微指令译码简单，一般采用直接控制编码法和分段直接编码法，微指令与数据通路各控制点之间有较直接的对应关系。 设计由于微指令的并行操作能力强，效率高，编制的微程序比较短 微程序的执行速度比较快，控制存储器的纵向容量小，灵活性强。 缺点是微指令字比较长，明显地增加了控制存储器的横向容量 水平微指令与机器指令差别很大，一般要熟悉机器结构、数据通路、时序系统以及指令执行过程的人才能进行微程序设计，这对用户来说是很困难的。 * * 微指令字短，一般为10～20位左右。 微指令的并行微操作能力有限，一条微指令一般只包含一个微操作命令。 微指令译码比较复杂。全部微命令用一个微操作控制字段进行编码，微指令执行时需行完全译码。 设计用户只需注意微指令的功能，而对微命令及其选择、数据通路的结构则不用过多地考虑，因此，便于用户编制微程序。而且，编制的微程序规整、直观，便于实现设计的自动化。 垂直微指令字较短，使控制存储器的横向容量少。 用垂直微指令编制微程序要使用较多的微指令，微程序较长；要求控制存储器的纵向容量大。垂直微指令产生微命令要经过译码，微程序执行速度慢。 不能充分利用数据通路具有多种并行操作能力 * * * * * 为了降低硬件设计可以采用分层设计，对于控制器设计可以利用时间进行划分。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 每条机器指令对应一段微程序，当公用的取指微程序从主存中取出机器指令之后，由机器指令的操作码字段指出各段微程序的入口地址，这是一种多分支(或多路转移)的情况，由机器指令的操作码转换成初始微地址的方式主要有两种。 计数器的方式 多路转移的方式 * * * * * * * * * ① 程序计数器PC中装入第一条指令地址101（八进制）； ② PC的内容被放到指令地址总线ABUS（I）上，对指存进行译码，并启动读命令； ③ 从101号地址读出的MOV指令通过指令总线IBUS装入指令寄存器IR； ④ 程序计数器内容加1，变成102，为取下一条指令做好准备； ⑤ 指令寄存器中的操作码（OP）被译码； ⑥ CPU识别出是MOV指令，至此，取指周期即告结束。 * ① 操作控制器（OC）送出控制信号到通用寄存器，选择R1（10）作源寄存器，选择R0作目标寄存器； ② OC送出控制信号到ALU，指定ALU做传送操作； ③ OC送出控制信号，打开ALU输出三态门，将ALU输出送到数据总线DBUS上。注意，任何时候DBUS上只能有一个数据。 ④ OC送出控制信号，将DBUS上的数据打入到数据缓冲寄存器DR（10）； ⑤ OC送出控制信号，将DR中的数据10打入到目标寄存器R0，R0的内容由00变为10。至此，MOV指令执行结束。 * * LAD指令的执行周期见图58所示。CPU执行的动作如下： ① 操作控制器OC发出控制命令打开IR输出三态门，将指令中的直接地址码6放到数据总线DBUS上； ② OC发出操作命令，将地址码6装入数存地址寄存器AR； ③ OC发出读命令，将数存6号单元中的数100读出到DBUS上； ④ OC发出命令，将DBUS上的数据100装入缓冲寄存器DR； ⑤ OC发出命令，将DR中的数100装入通用寄存器R1，原来R1中的数10被冲掉。至此，LAD指令执行周期结束。 * * ① 操作控制器OC送出控制命令到通用寄存器，选择R1做源寄存器，R2做目标寄存器； ② OC 送出控制命令到ALU，指定ALU做R1（100）和R2（20）的加法操作； ③ OC送出控制命令，打开ALU输出三态门，运算结果120放到DBUS上； ④ OC送出控制命令，将DBUS上数据打入缓冲寄存器DR；ALU产生的进位信号保存状态字寄存器在PSW中。 ⑤ OC送出控制命令，将〖DK（〗DR（120）〖DK）〗装入R2，R2中原来的内容20被冲掉。至此ADD指令执行周期结束。 * * ① 操作控制器OC送出操作命令到通用寄存器，选择〖DK（〗（R3）=30〖DK）〗做数据存储器的地址单元； ② OC发出操作