计算机组成原理 第14讲_组合逻辑设计.pptVIP

盛建伦jlsheng@ Instruction Cycle - State Diagram * * 计算机组成原理 Principles of Computer Organization 广义双语教学课程 09/skyclass25/ 青岛理工大学 校级精品课程 /ec/C84/ When there are only a few addressing modes, the particular addressing mode required is usually encoded within the instruction code (e.g. IBM System/390, most RISC). But when there are lots of addressing modes, a specific field is often set aside in the instruction to specify the addressing mode. 第6章 中央处理器 Chapter 6 Central Processing Unit (4) 盛建伦，jlsheng@ §6.3.3 微指令格式 微指令的格式大体上可分成两类：Horizontal Microinstruction水平型微指令和Vertical Microinstruction垂直型微指令。 水平型微指令是在一条微指令中定义并执行多个可并行操作的微命令，控制尽可能多并行信息传送。 垂直型微指令是一次只能执行一个微命令的微指令。在微指令中有微操作码字段，采用最短字长编码。 水平型微指令与垂直型微指令的比较： 1．水平型微指令并行操作能力强、效率高、灵活性强。 在一条水平型微指令中设置有控制机器中信息传送通路以及进行所有微操作的微命令。在进行微程序设计时，可以同时定义比较多的并行操作的微命令，控制尽可能多并行信息传送，使微指令效率高、灵活性强。 在一条垂直型微指令中，一般只能完成1个操作，控制一、两个信息传送通路，微指令的并行操作能力低，效率低。 2．水平型微指令执行一条指令的时间比垂直型微指令短。 水平型微指令并行操作能力强，可用比较少的微指令数来实现一条指令的功能，缩短了指令的执行时间。一条水平型微指令完成的功能相当于若干条垂直型微指令。此外，垂直型微指令必须经过完全译码，影响速度。 用水平型微指令编制的微程序比较短，但微指令字比较长。 3．垂直型微指令字比较短而微程序长。 4．水平型微指令编程难以掌握。垂直型微指令与机器指令相似，编程比较容易。 水平型微指令与机器指令差别很大，一般需要对机器的结构、数据通路、时序系统以及微命令很精通才能进行设计。 微程序控制器设计方法小结 1．把每条机器指令所需的微操作命令组合成若干条微指令，再将这些微指令构成一个微程序。 2．将全部微程序存入一个高速的控制存储器中。 3．执行机器指令就变成了执行该指令对应的一个微程序。 每条机器指令对应一个微程序。 Microcode was originally developed as a simpler method of developing the control logic for a computer. 盛建伦jlsheng@ 计算指令地址 取指令 Instruction fetch 取操作数 Operand fetch 保存操作数 Operand Store Instruction address calculating 指令操作译码 Instruction operation decoding Data Operation Operand address calculating 计算操作数地址 Operand address calculating Return for String or Vector Data Instruction Complete Fetch Next Instruction Multiple Operands Multiple Results 指令周期状态图 §6.4 硬布线控制的计算机 “组合逻辑控制” 又称硬布线控制（Hardwired Control）或“硬连逻辑控制”。 组合逻辑控制器的设计方法是： 1．列出全部微操作 2．建立操作时间表 4．作组合逻辑框图 3．求微操作命令的逻辑函数表达式 组合逻辑控制器的设计方法 1．列出全部微操作 分析并列出各条指令在取指、分析、执行中所需的全部微操作。（根