北航計(jì)算機(jī)組成原理講義_5cpu與微程序設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 微操作信號(hào)生成部件操作碼 尋址方式B/WMOVADDSUBJNERET 尋址方式尋址方式B/W時(shí)序部件FR微操作信號(hào)To Co ntrol Bus?譯碼與微操作控制信號(hào)部分邏輯圖 微操作信號(hào)的綜合 ?例 IB ? MDR微操作控制信號(hào)的綜合 ?所有指令的 ?MOV AX,1000H[BX]指令的 （條件：操作碼譯碼為 MOV， 源操作數(shù)尋址譯碼為變址尋址）。 ?取數(shù)：計(jì)算操作數(shù)地址，讀取操作數(shù)，要根據(jù)操作數(shù)的來源與尋址方式才能確定具體的操作過程。在第二個(gè)字節(jié)中， REG確定一個(gè)操作數(shù)（寄存器直接尋址）， MOD和 R/M確定零一個(gè)操作數(shù)的尋址方式。方向字段 d表明REG確定的是源操作數(shù)還是目的操作數(shù)。 ?執(zhí)行：執(zhí)行并送結(jié)果。 ?MOV 1000H［ BX］ 指令的 （條件：操作碼譯碼為 MOV， 目的操作數(shù)尋址譯碼為變址尋址）。 ?將指令執(zhí)行微操作序列中一個(gè)節(jié)拍內(nèi)同時(shí)完成的微操作用一個(gè)二進(jìn)制代碼串來表示，這就是 微指令 。 微操作控制信息字段 條件字段 次地址字段 微程序原理 ?微程序控制器的原理 ?根據(jù)指令譯碼得到該指令的第一條微指令的地址。 ?分段直接編譯：將微操作分組，同一組微操作互斥，不會(huì)同時(shí)執(zhí)行，任何時(shí)候最多只有一個(gè)微操作被執(zhí)行，組間微操作可能同時(shí)執(zhí)行，組內(nèi)微操作采用編碼方式。 微操作控制信息字段 條件字段 次地址字段 微指令格式 ?控制存儲(chǔ)器 取指公共微程序 ADD微程序 SUB微程序 AND微程序 XXX指令微程序 控制存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 微指令的順序控制 ?順序控制技術(shù) ?決定下一條微指令的因素：當(dāng)前微指令，條件標(biāo)志，指令操作碼 ?順序執(zhí)行時(shí)：次地址字段直接給定，每條機(jī)器指令的微程序的最后一條微指令的次地址字段一定是公共取指微程序的第一條微指令在控制存儲(chǔ)器中的地址。假定用編碼 0001測(cè)試條件標(biāo)志 Z=0 ?次地址字段： 12位，控制存儲(chǔ)器容量為 4KW 微操作控制字段（ 24位） 條件字段（ 4位） 次地址字段（ 12位） 結(jié)構(gòu)圖 微程序設(shè)計(jì)舉例 結(jié)構(gòu)圖 ?MOV 1000H[BX], AX 指令執(zhí)行的微操作流程 3 微指令 完成功能 需要的微操作信號(hào) 1 指令地址送 MAR IB ? PC 2 Read Memory AB ? MAR, RD, W/B 指令送 MDR MDR ? DB 調(diào)整 PC PC+1 MDR（ 指令）送 IR IB ? MDR 微指令編碼 400000 0 004810 0 001008 0 020210 0 4 取指周期 微操作控制字段（ 24位） 條件字段（ 4位） 次地址字段（ 12位） 微程序設(shè)計(jì)舉例 結(jié)構(gòu)圖 ?MOV 1000H[BX], AX 指令執(zhí)行的微操作流程 (BX)+1000H 送 Z IB ? GR, RDGR, W/B, ADD 810090 0 9 目的操作數(shù)地址送 MAR IB ? Z 202100 0 10 執(zhí)行周期 AX送 MDR IB?GR,RDGR,W/B 810010 0 11 寫存儲(chǔ)器 AB?MAR, DB ?MDR WR, W/B 006410 0 12 7 微指令 完成功能 需要的微操作信號(hào) 5 PC送 MAR IB ? PC 6 從存儲(chǔ)器讀取 1000H AB ? MAR, RD, W/B 1000H送 MDR MDR ? DB 調(diào)整 PC PC+1 MDR（ 1000H）送 D IB ? MDR 微指令編碼 400000 0 004810 0 001008 0 020210 0 8 取變址值 微程序設(shè)計(jì)舉例 結(jié)構(gòu)圖 ?JNE 1200 指令執(zhí)行的微操作流程 3 微指令 完成功能 需要的微操作信號(hào) 1 指令地址送 MAR IB ? PC 2 Read Memory AB ? MAR, RD, W/B 指令送 MDR MDR ? DB 調(diào)整 PC PC+1 MDR（ 指令）送 IR IB ? MDR 微指令編碼 400000 0 004810 0 001008 0 020210 0 4 公共取指周期 微程序設(shè)計(jì)舉例 結(jié)構(gòu)圖 ?JNE 1200 指令執(zhí)行的微操作流程 7 微指令 完成功能 需要的微操作信號(hào) 5 PC送 MAR IB ? PC 6 從存儲(chǔ)器讀取 1200H AB ? MAR, RD, W/B 1200H送 MDR MDR ? DB 調(diào)整 PC PC+1 條件成立時(shí)轉(zhuǎn)移 條件來自標(biāo)志寄存器 IB ? MDR 微指令編碼 400000 0 004810 0 001008 1 202100 0 8 取轉(zhuǎn)向地址 。 ?微指令中有條件轉(zhuǎn)移是的次地址技術(shù)： ? 雙次地址字段 ? 地址邏輯生成次地址 微指令的順序控制 取指微程序取操作數(shù)執(zhí)行送結(jié)果條件成立時(shí)執(zhí)行指令1 指令2取操作數(shù)執(zhí)行送結(jié)果指令3取操作數(shù)執(zhí)行取操作數(shù)條件不成立時(shí)執(zhí)行指令4 微指令的順序控制 控制地址寄存器 C M AR控制存儲(chǔ)器 C M AR控制字段ALU標(biāo)志條件 地址1 地址2轉(zhuǎn)移邏輯多路器I
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