【正文】 出全部指令的流程圖和微操作時間表之后，即可對它們進行綜合分析、歸類。 微程序控制的基本概念167。 第五章 控制方式與控制器167。例如：大型機強調速度，要求譯碼過程盡量快；微、小型機則更多地注意經濟性，要求盡量縮短微指令字長；而中型機介于這兩者之間，兼顧速度和價格，要求在保證一定速度的情況下，能縮短微指令字長。 這是前述兩種編碼法的一個折衷的方法， 既具有兩者的優(yōu)點，又克服了它們的缺點。這樣不僅有助于提高信息的利用率，縮短微指令字長，而且有助于充分利用硬件所具有的并行性，加快執(zhí)行的速度。 ⑶ 微地址形成部件 用來產生初始微地址和后繼微地址，以保證微命令的連續(xù)執(zhí)行。 第五章 控制方式與控制器167。 當同類機器指令的操作碼字段的位數和位置固定，而不同類機器指令的操作碼的位數和位置不固定時，就不能再采用一級功能轉換的方法。 微指令的執(zhí)行 分為串行和并行兩種方式。167。 將上述微命令進行分析發(fā)現， 181。取指微指令從主存取出一條機器指令送入 IR，再根據指令操作碼變換成對應的微程序入口地址，實現一級功能轉移。例如，取指微指令完成的微操作與圖 。 當然，這并不是唯一的方案 ，僅供讀者參考。PC自動加 1。 根據圖 指令流程圖，可以寫出所有的微命令。167。167。 （ 1）一級功能轉換167。167。 ⑴ 控制存儲器（ CM） 這是微程序控制器的核心部件，用來存放實現全部指令系統(tǒng)的微程序，它是一種只讀存儲器。這種方法進一步減少了指令的長度，但通?？赡軙魅跷⒚畹牟⑿锌刂颇芰Γ易g碼電路相應地較復雜，因此，只作為字段直接編碼法的一種補充。 L≥log2N167。每一條機器指令都對應一個微程序。兼容性微命令是指那些可以同時產生，共同完成某些微操作的微命令；互斥性微命令是指在機器中不允許同時出現的微命令。167。 指令的微操作時間表167。 （ 2）將指令地址送往系統(tǒng)地址總線167。另一種擬定指令流程的方法是以機器周期為出發(fā)點，按機器周期擬定各條指令在本周期內的操作流程。指令寄存器 IR由兩個 8位寄存器 IRH和 IRL組成，如果是單字節(jié)指令則僅存在 IRH中。 指令編碼及功能見表 5－ 1：第五章 控制方式與控制器指令編碼及功能見表 5－ 1：167。 異步控制方式用的是可變時序控制方式。167。 時序系統(tǒng)167。 組合邏輯控制器的 最大優(yōu)點 是速度快，但是微操作信號發(fā)生器結構不規(guī)整，使得設計、調試、維修較為困難，難以實現設計自動化。 與上條指令的微操作序列完全相同。 ① R0out和 MARin有效，完成將被加數地址送至 MAR的操作，記作 (R0)→MAR ；167。下面以圖 CPU的內部數據通路為例分析幾條典型指令的具體執(zhí)行過程。為使主脈沖的頻率穩(wěn)定，一般都是用石英晶體振蕩器作為脈沖源。 程序計數器又稱為指令計數器或指令指針 IP， 用來存放下一次要執(zhí)行的指令的地址。 控制器 作為計算機的指揮中心，保證各個組成部件協調工作，必須完成以下功能：167。 指令寄存器 用來存放當前正在執(zhí)行的指令 。 節(jié)拍發(fā)生器167。 ⑴ 取指周期167。167。 ① PCout和 Yin有效，記作 (PC)→Y （ C=1）；167。 把微操作信號代碼化，使每一條機器指令轉化成為微程序存入控制存儲器中，微操作控制信號由微指令產生。由于各種指令的操作功能不同，有的簡單，有的復雜，因此各種指令的指令周期不盡相同。圖中每個機器周期 M中包括四個節(jié)拍 T1～ T4，每個節(jié)拍內有一個脈沖 P。 (3）同 /異步混合控制方式167。 （ 3）指令的操作碼占指令第一個字節(jié)的高 3位（ d7d6d5），并且由 d7區(qū)分指令是單字節(jié)指令還是雙字節(jié)指令。 采用三級時序系統(tǒng)，為了簡化時序系統(tǒng)， 設置三個機器周期 ：取指周期（ FETCH）、分析周期 (ANA)和執(zhí)行周期（ EXE）。167。167。根據微操作時間表可以寫出各微操作控制信號的邏輯表達式， 表達式一般包括下列因素 ：微操作控制信號＝周期 微程序設計技術的實質是將程序設計技術和存儲技術相結合，即用程序設計的思想方法來組織操作控制邏輯，將微操作控制信號按一定規(guī)則進行信息編碼（代碼化），形成控制字（微指令），再把這些微指令按時間先后排列起來構成微程序，存放在只讀的控制存儲器中 。 （ 2）微指令、微地址167。167。 這種方法將操作控制字段分為若干個小段，每段內采用最短編碼法，段與段之間采用直接控制法。167。167。 167。所謂二級功能轉換是指第一次先按指令類型標志轉移，以區(qū)分出指令屬于哪一類，如：是單操作數指令，還是雙操作數指令等。167。 本章討論的微程序控制器就屬于計算機實現方面的應用。CLK可以使用微周期中的脈沖信號。模型機的具體實現方法如表 53所示 ,即用指令操作碼（ IR IR IR5和 IR2）后面再加上三位 “ 111”來形成機器指令的微程序入口地址。結合表 5—2 給出的微操作時間表很容易編制出各條機器指令的微程序，這里要注意微操作信號之間的順序關系，因為有些微操作信號間有嚴格的時序關系，不應破壞這一關系。 設計出微指令的格式，見圖 。 模型機的后繼微地址形成方法采用增量方式，由于微指令只有一種類型，即順序執(zhí)行，故微指令中不設順序控制字段，執(zhí)行一條微指令， 181。 微命令系統(tǒng)167。 ，當預取微指令時，可以不增大微周期。為了降低成本，一般情況下都是將微地址寄存器 ?MAR改為具有計數功能的寄存器，以代替 ?PC。167。 (3)從 CM中逐條取出對應的微指令并執(zhí)行之。圖 微程序控制器的基本結構第五章 控制方式與控制器167。 此圖中 ，字段 A（ 3位）產生的微命令還受字段 B的控制，當字段 B發(fā)出 b1微命令時，字段 A發(fā)出 a1， 1 ， a2， 1 …a7 ， 1中的一個微命令，而當 B發(fā)出 b2微命令時，字段 A發(fā)出 a1， 2 ， a2， 2 …a7 ， 2中的一個微命令。若微命令的總數為 N，操作控制字段的長度為 L， 則最短編碼法應滿足下列關系式 ：167。 一系列微指令的有序集合就是微程序。微命令有兼容性和互斥性之分。 例如， PC+1→PC 的邏輯實現如圖 。167。 （ 1）程序計數器內容送到內部地址總線167。 通常，以指令為出發(fā)點，按指令類型分類，將每條指令歸納成若干微操作，然后根據操作的先后順序畫出指令流程圖，這種方法對一條指令的全過程有清晰的線索，易于理解。 圖 R