电子科技大学计算机组成原理3计算机组成原理-3-6-微程序控制方式.ppt

3.63.6 微程序控制微程序控制微程序控制器基本框图微地址字段 SC…… 微地址形 成电路微地址寄存器uAR译码器微指令存储器uIR控制存储器CM微命令序列微命令字段IRPSWPC指令代码运行状态……3.6.1 基本原理1. 微程序控制的基本思想 ① 微命令的产生方式 ② 微程序与机器指令的对应关系2. 逻辑组成 ü 控制存储器CM ü 微指令寄存器uIR ü 微地址形成电路 ü 微地址寄存器3. 工作过程取机器指令定位微程序取微指并执行1.时序系统P 微指令周期 微指令 打入 µIR控制数 据通路 操作 结果打 入目的 地，读取后续 微指令后续微 地址打 入 µAR2.微指令格式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）格式数据通路操作 辅助操作AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4顺序控制 访存操作 数据通路操作 辅助操作AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4顺序控制 访存操作 （2）各字段功能1）数据通路操作AI： A输入选择 000 无输入 001 Ri A 010 C A011 D A 100 PC AR0～R3、SP、PC AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4BI： B输入选择 000 无输入 001 Ri B 010 C B011 D B 100 MDR BSM： ALU功能选择 S3S2S1S0M C0： 初始进位选择S： 移位选择ZO： 结果分配001 CPRi R0～R3、PSW R0～R3、SP、PC、PSW 010 CPC …AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 42）访存操作EMAR、R、W 3）辅助操作 ST00 无操作 01 开中断 10 关中断 11 SIR AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 44）顺序控制 增量 断定 0000 顺序执行 9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 增量 断定 增量 3.微程序的编制（1）编写顺序按指令执行顺序编写：取机器指令 功能转移 执行 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 SC=0000（2）实现分支将同类断定依据所对应的微地址放在相应的微地址 形成表中，用SC字段选取。

顺序执行现行微地址+1SC=0001 无条件转现行微指令给出转移微地址SC=0111 转微子程序现行微指令给出微子程序 入口SC=1000 返回微主程序 从寄存器取返回微地址微地址形成表： SC=0010按操作码分支（4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/JSR03H 取源数、目的地 0CH 取源数、目的数 24H 取目的数 按J、PC分支3FH 按操作码 DR分支（24路）进入执行DRMOV06H DRMOV0AH 双 单3DHSC=0100SC=0110从60H开始按J、PC分支（4路）40H46H 顺序/转移地址 PC SC=0101按源寻址方式分支（7路）4DH5EH按目的寻址方式分支1）取指微指令（3）微指令实例AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4M IR：微地址00000 000 00000 00 00 000 1 1 0 11 0000AI BI SM C0 S ZO EMAR R W ST SC3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4微地址01100 000 11110 01 00 111 0 0 0 00 0000PC+1 PC：按操作码分支：微地址02000 00000000 00 00 000 0 0 0 00 001000 2）机器指令的微程序实现例：MOV R1，（R0）；按流程写出微地址01 02 03 4C 4E 4F 04 60 05 0A 0B 08 09 00 （参见：表3-13 模型机的微程序）微程序控制方式的优点（1）用规整的存储逻辑结构代替了不规整的、 复杂的硬连接逻辑，结构得到了简化，有利于设 计自动化（2）容易修改和扩展、灵活、通用性强（3）适合做系列机的控制器（4）可靠性较高，易于诊断和维护。