计算机组成原理_-CPU子系统-模型机CPU-5-微程序控制方式.ppt

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1、3.4.5微程序控制方式1/31组合逻辑控制：由逻辑电路产生控制信号；微程序控制：由微指令代码预存控制信号，经电路翻译代码后产生控制信号；2/31模型机微程序控制器框图顺序控制等字段……微地址寄存器，µPC译码器微指令寄存器uIR控制存储器CM微命令序列微命令字段IRPSWI/O指令微程序clock微地址形成电路微地址µA复位clockµA3/31控制存储器CM原理、部件与工作过程→微命令由预存储的代码翻译产生→1条机器指令对应多条微指令代码（1）时序系统组合逻辑方式下1个时钟周期完成的工作，现在由1个微指令周期控制完成。4/31（2）控制系统的逻辑组成控制存储器CM微指令寄

2、存器uIR微地址形成电路微地址寄存器uAR微命令译码电路（3）微程序工作过程取机器指令定位微程序取微指令并译码输出微命令5/312.微程序存储与微地址形成（1）存储的一般原则①微指令存储规整②寻址方便6/31（2）微地址形成思路微地址=分区首地址+相对偏移量如何确定分区首地址？如何确定去区内偏移？操作码，寻址方式等。时序引导由微指令功能段引导如何形成微地址？？？7/313.微指令格式与编码按数据通路各段操作划分字段，同类操作中互斥的微命令放同一字段。(分段直接编译法)（1）格式,32位数据通路操作辅助AIBISMCISCPEMARRWSTSC33522411124顺序控

3、制访存结果分配按教材表3-2确定各段代码，SC码段单独设计。8/31（2）各字段功能1）数据通路操作AI：A输入选择000无输入001RiA010CA011DA111PCAR0～R3、SP、PC数据通路操作辅助操作AIBISMCISCPEMARRWSTSC33522411124顺序控制访存操作结果分配100SPA9/31AIBISMCISCPEMARRWSTSC33522411124BI：B输入选择000无输入001Ri→B010C→B011D→B100MDR→BSM：ALU功能选择(S3S2S1S0M)CI：初始进位选择S：移位选择CP：结果分配0001CPRiR0～R3、

4、SP、PC(R0～R3、SP、PC)0010CPC…0000不输出脉冲10/31AIBISMCISCPEMARRWSTSC335224111242）访存操作EMAR、R、W3）辅助操作ST00无操作01开中断10关中断11SIR11/31AIBISMCISCPEMARRWSTSC335224111244）顺序控制增量断定0000顺序执行10种指明微地址形成方式SC：0001无条件转移0010按操作码分支0111转微子程序1000返回微主程序1111按转移寻址方式断定分支12/31SC=0000用SC字段控制下一条微指令的地址采用下列哪种途径来产生：顺序执行现行微地址+1;SC

5、=0001无条件转现行微指令给出目标微地址;SC=0111转微子程序现行微指令给出微子程序入口的目标微地址;SC=1000返回微主程序从寄存器取返回微地址;SC=1111按转移寻址方式处理分支;13/31…4.微程序编制与地址按指令执行顺序编写：取机器指令功能转移译码按操作码编码顺序，逐级分类编写：MOV指令;双操作数指令;单操作数指令;转移指令;14/31取指的微指令（1）微指令实例AIBISMCISCPEMARRWSTSC33522411124M→IR,PC+1→PC微地址00H1110001001001000111110110000微命令：EMAR，R，SIR，PC→A

6、，0→B，1→C0A加B，DM，CPPC顺序执行（参照表3-12）15/31AIBISMCISCPEMARRWSTSC33522411124按操作码OP分支：微地址02H0000000000000000000000000010取出指令后，再按操作码进行分支，所以：按OP分支[思考]这两条微指令是否可以合并？16/3100（2）微程序编制与存储[例]MOVR1，（R0）；按流程写出微地址0102595B5C036B6C04090A0708→00(参见表3-18模型机的微程序编制说明)结合各指令流程、微指令格式和微命令码，可以完成所有指令的微指令编码。17/31编码得到的微指令，

7、存储到CM中。（3）微地址查找表微程序控制系统运行时，如何确定分支目标的绝对微地址？解决思路：基于存储，将所有分支的绝对地址预先存储，依靠分支条件定位存储单元，读取目标地址。→根据微程序，需存储6个微地址查找表①按OP②按OP·DR③按J/NJ·OP·PC·IR[4]④源寻址方式SA⑤目的寻址方式DA⑥转移寻址方式JA18/31SC=0010按操作码分支（6路）表内单元地址SC=0011（断定依据）：MOV执行规定操作后转取指入口双单元内容（微地址）单JMP/RST/JSR02H取源数、目的地址0BH取