【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到地址寄存器，讀外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)到約定的寄存器 R0。 2022 JRC 2022 條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令， C=1 轉(zhuǎn) 2022 ① AR ? PC， PC ?PC +1 ； 把 PC中的指令地址送地址寄存器，并產(chǎn)生 下一條指令的地址 ② 讀主存， IR ?讀出的內(nèi)容 ； 按照 AR中的地址讀取指令存入指令寄存器。 ③ 若 C=1 則 PC ?指令地址 +相對(duì)尋址偏移值（在 IR的低位字節(jié)） 否則本步驟什么操作功能也不做（即保持 PC內(nèi)容不變，仍為順序執(zhí)行） ④ 讀外設(shè)，數(shù)據(jù)總線 ?讀出內(nèi)容 結(jié)束，檢測(cè)中斷請(qǐng)求，無(wú)中斷請(qǐng)求，執(zhí)行下一條指令。 2022 RET 子程序返回指令 ① AR ? PC， PC ?PC +1 ； 把 PC中的指令地址送地址寄存器，并產(chǎn)生 下一條指令的地址 ② 讀主存， IR ?讀出的內(nèi)容 ； 按照 AR中的地址讀取指令存入指令寄存器。 ③ AR ? SP SP ? SP+1 ④ 讀主存， PC ? 讀出內(nèi)容 結(jié)束，檢測(cè)中斷請(qǐng)求，無(wú)中斷請(qǐng)求，執(zhí)行下一條指令。 } 堆棧指針內(nèi)容送地址寄存器，并修改堆棧指針內(nèi)容，讀出保存在堆棧中的程序斷點(diǎn)到 PC中 4. 微程序控制器 一、基本概念 （ 1）、微程序控制器的功能： 向整機(jī)每個(gè)部件提供協(xié)同運(yùn)行所需的控制信號(hào)。 （ 2）、微程序控制器的基本工作原理： 根據(jù)本次讀入的機(jī)器指令的操作碼，找到微程序的入口地址并讀出這條微指令，然后 執(zhí)行 這條微 指令 （控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)同動(dòng)作）。然后，從控制存儲(chǔ)器 讀出下一條 微指令 ，為下一次執(zhí)行指令作準(zhǔn)備。 微指令： 執(zhí)行一條指令用到的全部控制信號(hào)和下一條微指令的地址信息。 微程序： 有多條微指令構(gòu)成的程序段。 （ 3）、微程序控制器的組成： ? 、 控制存儲(chǔ)器 （ MAPROM） ： 是微程序控制器的核心，存儲(chǔ)按一定規(guī)則組織好的全部控制信號(hào)，由幾百條到上千條微指令組成。 ?、 微程序定序器（ Am2901） :在執(zhí)行本條指令的同時(shí)，形成下一條微指令的地址。 ?、 微指令地址影射部件（ MAPROM）： 由靜態(tài)存儲(chǔ)器構(gòu)成，MAPROM的輸入由指令寄存器的 IRH給出 8位的操作碼，其輸出為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的微程序段的入口地址。 輸入的 8位指令操作碼與輸出的入口地址對(duì)應(yīng)，稱為 影射 。 ?、 微指令寄存器： 用于存放當(dāng)前微指令的內(nèi)容。 ?、 條件判斷線路： 由 GAL20V8芯片組成。功能一是產(chǎn)生清 0信號(hào)，功能二是產(chǎn)生條件輸入信號(hào) SCC。 二、得到下一條微指令的方法 （ 1）、 微程序 順序執(zhí)行 時(shí)， 本地址 + 1 構(gòu)成下地址。 （ 2）、 微程序必須 轉(zhuǎn)向 某微地址時(shí)，某地址必須在 微指令字 中給出。 （ 3）、 如果按執(zhí)行結(jié)果 選擇 順序執(zhí)行或轉(zhuǎn)向，微指令字中要 指明 執(zhí)行結(jié)果 及轉(zhuǎn)向地址。 執(zhí)行結(jié)果 由運(yùn)算器的標(biāo)志位狀態(tài)、控制器的執(zhí)行 狀態(tài)和外設(shè)中斷狀態(tài)來(lái)判斷。 （ 4）、 微 子程序 的調(diào)用及返回控制，用到 微堆棧（ μsp ） 。 （ 5）、 轉(zhuǎn)向多條微指令地址中某一地址的控制（ 多分支 ）。 （ 6）、 依據(jù)取來(lái)的機(jī)器指令的操作碼，找到對(duì)應(yīng)的微程序的 入口地址（ 功能分支 ）。 根據(jù)以上 6 種找下一條微指令的方法，應(yīng)該從 兩方面入手： 一是： 在微指令字中，分配相應(yīng)字段給出微指令轉(zhuǎn) 移地址及轉(zhuǎn)移的判斷條件。 二是： 要有專門的硬件支持。實(shí)現(xiàn)微指令地址 +1 ， 按判斷 的條件給出判定結(jié)果，給出微堆棧 管理等。 三、形成下一條微指令的核心硬件 Am2910 Am2910 是教學(xué)計(jì)算機(jī)是形成下一條微指令地址的核心硬件。 條件允許 條件輸入 寄存器計(jì)數(shù) 器裝入控制 堆棧滿信號(hào) ｛ 3個(gè)使能信號(hào) ,決定 D的輸入來(lái)源 Y11 — Y0,12位 的下地址輸出 D11— D0， 12 位的地址輸入 輸出允許控制 — 由 12個(gè) D觸發(fā)器組成 。用作寄存器時(shí) ， 用于保存一個(gè)微地址 ， 用以實(shí)現(xiàn)微程序轉(zhuǎn)移 。 由 12個(gè) D觸發(fā)器組成 。 用作計(jì)數(shù)器時(shí) ， 具有減一功能 ， 用于控制微程序的循環(huán)次數(shù) 。如果初值是 N， 則執(zhí)行則執(zhí)行 N+1次循環(huán) 。 RLD 寄存器 /計(jì)數(shù)器裝入控制 ， RLD=0 時(shí) ，不管 Am2910 所執(zhí)行的命令和條件如何 ， 都強(qiáng)制把 D11— D0裝入寄存器 /計(jì)數(shù)器 。 四輸入的地址選擇器： D端 ： D11— D0 ， 來(lái)源有 3個(gè)： D來(lái)自映射地址部件 MAPROM； D來(lái)自指令的下地址字段 。 D來(lái)自手撥開關(guān) ,手動(dòng)輸入地址 。 多選器的 R端 ： 由寄存器 /計(jì)數(shù)器產(chǎn)生下地址 。 存器中的微地址 /R。 ， 計(jì)數(shù)器具有 減 1功能 ,控制循環(huán)次數(shù) /C。 多選器的 F端 ： 微堆棧 ， 由 5字 12位的寄存器和指針 μsp 組成 。 用于保存調(diào)用子程序時(shí)的返回地址和微程序循環(huán)時(shí)的首地址 。 多選器的 μPC 端 ： 微程序計(jì)數(shù)器 ， 由 12位的寄存器和 12位的增量器組成 。 當(dāng)增量器的進(jìn)位輸入 CI=1時(shí) ， 多選器的輸出 Y加 1后裝入 μPC ， 用于微程序的順序執(zhí)行 。 當(dāng)增量器的進(jìn)位輸入 CI=0時(shí) ， 多 選器的輸出 Y直接裝入 μPC ， 用 于微程序的多次執(zhí)行 。 命令譯碼器： 用來(lái)接收外部送來(lái)的命令碼 CI3～ CI0。 接收條件輸入信號(hào) /CC和條件允許信號(hào)/CCEN， 對(duì)其譯碼 ， 產(chǎn)生芯片內(nèi)工作需要的控制信號(hào) ， 和外部要用的 3個(gè)控制選擇信號(hào) :/PL ， /MAP ， /VECT 。 條件輸入信號(hào)： /CC 條件允許信號(hào)： /CCEN 當(dāng) /CCEN=0 、 /CC =1 測(cè)試通過(guò) 。 當(dāng) /CCEN=1 、 /CC =0 測(cè)試失效 。 /CC、 /CCEN 與命令碼 CI3— CI0共同決定給出下一條微指令的方案和對(duì)堆棧的操作 。 命令譯碼器的輸出 : /PL： 微程序轉(zhuǎn)移控制 ， /PL=0決定 D來(lái)自微指令字的下地址字段 。 /MAP： 映射地址控制 ， /MAP=0 決定 D來(lái)自 MAPROM 映射地址 。 /VECT： 手撥地址控制 ， /VECT=0 決定 D來(lái)自手撥開關(guān) 。 Am2910 芯片的內(nèi)部組成 ?、 1個(gè)四輸入的多路地址選擇器， 從 D、 R、 F、 μpc 四路輸入選擇一路 輸出，作為下一條微指令的地址。輸出為 Y11 — Y0。 ?、 由 12個(gè) D觸發(fā)器組成的寄存器 /計(jì)數(shù)器。 寄存器：用于保存一個(gè)微地址， 實(shí)現(xiàn)微程序轉(zhuǎn)移；計(jì)數(shù)器：具有減一功能，控制微程序的循環(huán)次數(shù)。 ?、 微程序計(jì)數(shù)器， 由 12位的增量器和 12位的寄存器組成，當(dāng)增量器的輸 入 CI=1時(shí)：多選器輸出 Y+1送 μpc ，實(shí)現(xiàn)微程序的順序執(zhí)行。當(dāng) CI=0 時(shí)：多選器輸出 Y 送 μpc ，實(shí)現(xiàn)重復(fù)執(zhí)行同一指令。 ?、 微堆棧， 由 5字節(jié) 12位的寄存器組成，包括微堆棧指針 μsp 。微堆棧 用于保存微子程序調(diào)用時(shí)的返回地址和微程序循環(huán)的首地址，堆棧中 的數(shù)據(jù)超過(guò) 5個(gè)時(shí)， μsp 發(fā)出棧滿信號(hào)， /FULL=0，再壓入的數(shù)據(jù)將 覆蓋棧頂原來(lái)的數(shù)據(jù)。 ?、 Am2910的 3個(gè)使能信號(hào)， 決定 D的輸入來(lái)源。 當(dāng) /PL 有效，（ /PL=0）： D來(lái)源于微指令的下地址字段，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。 當(dāng) /MAP 有效，（ /MAP=0）： D來(lái)源于 MAPROM，用于實(shí)現(xiàn)從機(jī) 器指令的操作數(shù)找微程序段的首地址。 當(dāng) /VECT有效，（ /VECT=0）： D接收手撥地址輸入，或不用。 ?、 Am2910的命令譯碼器， 命令碼： I3 — I0 。 接收外部送來(lái)的命令碼，該命令碼來(lái)自微指令字 的相關(guān)字段，用來(lái)選擇 Am2910 的 16 條命令之一 。 條件輸入： /CC 條件允許： /CCEN 譯碼后，產(chǎn)生芯片內(nèi)工作需要的控制信號(hào) 和 /PL、 /MAP、 /VECT 3個(gè)控制選擇信號(hào) Am2910 芯片的引腳定義： ?、 輸入信號(hào)： D11 — D0： 外部直接輸入的數(shù)據(jù)，可作為寄存器 /計(jì)數(shù)器的初值，也可 經(jīng)多選器從 Y輸出，作為下一條微指令的地址。 CI3 — CI0： Am2910的命令碼：來(lái)自微指令字。見下表： 命令譯碼器常用命令碼的功能 ： 0號(hào)命令：用于初始化， 即無(wú)條件清除內(nèi)部微堆棧，并使 Y的輸出為 0。 2號(hào)命令：用于指令功能分支 。即輸出信號(hào) /MAP為低，使 D的輸入信號(hào)從 MAPROM（微地址影射部件）得 到，并作為輸出微地址 Y的值。 3號(hào)命令：用于條件微轉(zhuǎn)移。 當(dāng)條件成立， /CC=0用 PL把 微指令字中的 F地址字段的內(nèi)容（轉(zhuǎn)移地址） 經(jīng)過(guò) D輸入并送到 Y，實(shí)現(xiàn)微程序轉(zhuǎn)移。 14號(hào)命令：順序執(zhí)行。 即執(zhí)行緊跟在本條微指令后面的 那條微指令。 /CCEN和 /CC： 共同確定測(cè)試條件是否通過(guò) 。 /CCEN = 0 /CCEN = 1 /CC = 1 /CC = 0 如測(cè)試通過(guò) ,/CCEN與 CI3 CI0共同決定給出下地址方案和堆棧的操作。 /PLD： 寄存器 /計(jì)數(shù)器裝入信號(hào)。 當(dāng) /PLD=0時(shí)強(qiáng)制把 D11 D0裝入寄 /計(jì)。 CI： 增量進(jìn)位輸入 。 CI=0時(shí)， Y+0→μPC 。 CI=1時(shí)， Y+1→μPC 。 ?、 輸出信號(hào)： Y11 – Y0 ： 下一條微指令的地址。 用來(lái)讀下一條微指令在控制存儲(chǔ)器的地址。 /FULL： 微堆棧已滿信號(hào)。 /FULL=0 表示堆棧已滿。 /PL， /MAP， /VECT R， F， μpc 測(cè)試失敗 測(cè)試通過(guò) 6選 1，共同來(lái)決定輸出 Y11——Y0 6個(gè)下地址來(lái)源： 微下地址、影射地址、手撥地址、計(jì) /寄地址、微堆棧、微程序計(jì)數(shù)器。 微程序控制器基本組成邏輯圖 四、微程序控制器的基本組成 A M 2 9 1 0273 377G A L 1 G A L 2 G A L 3 G A L 5 G A L 7G A L 4 G A L 6接 插 件 連 接D7 ~ D0D7 ~ D 0A 7 ~ A0D7 ~ D08 9 1 1 121 9 1 7 4 2 4 0 3 8 3 6 3 49 6 5 219 16 1 5 122 ~ 5Y7 ~ Y02 0 1 8 3 1 3 9 3 7 3 5 3 31 9 ~ 1 5 1 3 ~ 1 1 1 3 ~ 1 11 8 ~ 1 6I R H 7 ~ I RH 03 ~ 1 01 9 ~ 1 5 1 3 ~ 1 1 S A I 8 ~ I 6 S B I 5 ~ I 3 S S T S S H S C I D C 2 3 ~ 2 0 D C1 3 ~ 1 0I 2 ~ I 0 / M I O RE Q / W E6 ~ 10I 2 ~ I 0 A 3 ~ A 0 B 3 ~ B0 S S