微程序控制器原理（增量方式和断定方式结合法）
目錄
一、微程序控制的基本思想
二、主要部件
三、工作過程
四、微指令格式和編碼方法
五、微地址形成方式
? ? ? ? ?1.微程序的入口地址的形成
2.后續地址的形成
2.1 增量方式
2.2 斷定方式
六、微程序的時序安排
七、微程序控制方式優缺點及應用
一、微程序控制的基本思想
1.若干微命令編制成一條微指令,控制實現一步操作
2.若干微指令組成一段微程序,解釋執行一條機器指令
3.微程序事先存放在控制存儲器中,執行機器指令時再取出
二、主要部件
1.控制存儲器CM
功能:存放微程序
CM屬于CPU,不屬于主存儲器
2.微指令寄存器uIR
功能:存放現行微指令
微命令字段:提供一部操作所需的微命令
微地址字段:(指明后續微地址的形成方式.提供微地址的給定部分)
3.微地址形成電路
功能:提供兩類微地址
微程序入口地址:由機器指令操作碼形成
后續微地址:由微地址字段,現行微地址,運行狀態等形成
三、工作過程
1.取機器指令
CM 取指微指令 uIR 微命令字段 譯碼器 微命令 主存 機器指令 IR
2.轉微程序入口
IR 操作碼 微地址形成電路 入口 uAR ->CM 首條微指令 uIR
3.執行首條微指令
uIR 微命令字段 譯碼器 微命令 操作部件
4.取后續微指令
微地址低端,現行微地址,運行狀態 ->微地址形成電路 后續微地址->uAR->CM 后續指令->uIR
5.執行后續微指令
同3
6.返回
微程序執行完,返回CM(存放取指微指令的固定單元)
四、微指令格式和編碼方法
1.格式分類
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.1 垂直型微指令
一條微指令定義并執行一種基本操作
優點:微指令短,簡單,規整,便于編寫微程序
缺點:微程序長,執行速度慢,工作效率低
1.2 水平型微指令
一條微指令定義并執行幾種并行的基本操作
優點:微程序短,執行速度快
缺點:微指令長,編寫微程序比較麻煩
1.3 混合型微指令
在垂直型的基礎上增加一些不太復雜的并行操作
微指令不長,便于編寫,微程序不長,執行速度加快
2.編碼方法
2.1 直接控制法
微命令按位給出
不需要譯碼,產生微命令的速度快
信息的表示效率低
微指令中通常只有個別位采用直接控制法
2.2 分段直接編譯法
微命令由字段編碼直接給出
微命令分組原則: 同類操作中互斥的微命令放同一字段
操作唯一,編碼比較簡單,一條微指令能同事提供若干條命令,便于組織各種操作
2. 3分段間接編譯法
微命令由本地段編碼和其他字段解釋共同給出
（1）設置解釋位或解釋字段
（2）分類編譯：按功能類型將微指令分類,分別安排各類微指令格式和字段編碼,并設置區分標志
2.4 其他編碼方法
（1）微指令譯碼與機器指令譯碼復合控制
（2）微地址參與解釋
五、微地址形成方式
1.微程序的入口地址的形成
? 指令操作碼 功能轉移 微程序入口
（1）一級功能轉移
各操作碼的位置,位數固定,一次轉換成功
入口地址 = 頁號,操作碼
（2）二級功能轉移
各類指令操作碼的位置,位數不固定,需要兩次轉移
分類轉:根據指令類型標志,區分指令類型
功能轉:根據指令操作碼,區分操作類型
（3）用可編程邏輯陣列PLA實現功能轉移
2.后續地址的形成
2.1 增量方式
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 以順序執行為主,輔以各種常規轉移方式
順序:現行微地址+1
跳步:現行微地址+2
無條件轉移:現行微指令給出轉移微地址
條件轉移:現行微指令給出轉移地址和轉移條件
轉微子程序:現行微指令給出微子程序入口,
返回微主程序:現行微指令給出寄存器號
2.2 斷定方式
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 由直接給定和測試斷定組合相結合形成微地址
微指令: 給定部分(給定后續微地址的高位部分) 斷定條件(指明后續微地址低位部分的形成方式)
實現多路分支
六、微程序的時序安排
同步控制,用統一微指令周期控制各條微指令執行 二級時序
七、微程序控制方式優缺點及應用
1.優點
設計規整,設計效率高;
易于修改,擴展指令系統功能
結構規整,簡潔,可靠性高
性價比高
2.缺點
速度慢(防存頻繁,轉移較多
執行效率不高(未充分發揮數據通路本身具有的并行能力
3.應用范圍
用于速度要求不高,功能較復雜的機器
總結
以上是生活随笔為你收集整理的微程序控制器原理（增量方式和断定方式结合法）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 超详细！各种内部排序算法的比较
- 下一篇： 利用堆排序查找数组中第K小的元素方法