【文章內容簡介】 到地址寄存器，讀外設送來的數(shù)據(jù)到約定的寄存器 R0。 2022 JRC 2022 條件相對轉移指令， C=1 轉 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內容不變，仍為順序執(zhí)行） ④ 讀外設，數(shù)據(jù)總線 ?讀出內容 結束，檢測中斷請求，無中斷請求，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 ? 讀出內容 結束，檢測中斷請求，無中斷請求，執(zhí)行下一條指令。 } 堆棧指針內容送地址寄存器，并修改堆棧指針內容，讀出保存在堆棧中的程序斷點到 PC中 4. 微程序控制器 一、基本概念 （ 1）、微程序控制器的功能： 向整機每個部件提供協(xié)同運行所需的控制信號。 （ 2）、微程序控制器的基本工作原理： 根據(jù)本次讀入的機器指令的操作碼，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 （控制計算機各部件協(xié)同動作）。然后，從控制存儲器 讀出下一條 微指令 ，為下一次執(zhí)行指令作準備。 微指令： 執(zhí)行一條指令用到的全部控制信號和下一條微指令的地址信息。 微程序： 有多條微指令構成的程序段。 （ 3）、微程序控制器的組成： ? 、 控制存儲器 （ MAPROM） ： 是微程序控制器的核心，存儲按一定規(guī)則組織好的全部控制信號，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，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)存儲器構成，MAPROM的輸入由指令寄存器的 IRH給出 8位的操作碼，其輸出為當前對應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應，稱為 影射 。 ?、 微指令寄存器： 用于存放當前微指令的內容。 ?、 條件判斷線路： 由 GAL20V8芯片組成。功能一是產(chǎn)生清 0信號，功能二是產(chǎn)生條件輸入信號 SCC。 二、得到下一條微指令的方法 （ 1）、 微程序 順序執(zhí)行 時， 本地址 + 1 構成下地址。 （ 2）、 微程序必須 轉向 某微地址時，某地址必須在 微指令字 中給出。 （ 3）、 如果按執(zhí)行結果 選擇 順序執(zhí)行或轉向，微指令字中要 指明 執(zhí)行結果 及轉向地址。 執(zhí)行結果 由運算器的標志位狀態(tài)、控制器的執(zhí)行 狀態(tài)和外設中斷狀態(tài)來判斷。 （ 4）、 微 子程序 的調用及返回控制，用到 微堆棧（ μsp ） 。 （ 5）、 轉向多條微指令地址中某一地址的控制（ 多分支 ）。 （ 6）、 依據(jù)取來的機器指令的操作碼，找到對應的微程序的 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，應該從 兩方面入手： 一是： 在微指令字中，分配相應字段給出微指令轉 移地址及轉移的判斷條件。 二是： 要有專門的硬件支持。實現(xiàn)微指令地址 +1 ， 按判斷 的條件給出判定結果，給出微堆棧 管理等。 三、形成下一條微指令的核心硬件 Am2910 Am2910 是教學計算機是形成下一條微指令地址的核心硬件。 條件允許 條件輸入 寄存器計數(shù) 器裝入控制 堆棧滿信號 ｛ 3個使能信號 ,決定 D的輸入來源 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 D觸發(fā)器組成 。用作寄存器時 ， 用于保存一個微地址 ， 用以實現(xiàn)微程序轉移 。 由 12個 D觸發(fā)器組成 。 用作計數(shù)器時 ， 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 /計數(shù)器裝入控制 ， RLD=0 時 ，不管 Am2910 所執(zhí)行的命令和條件如何 ， 都強制把 D11— D0裝入寄存器 /計數(shù)器 。 四輸入的地址選擇器： D端 ： D11— D0 ， 來源有 3個： D來自映射地址部件 MAPROM； D來自指令的下地址字段 。 D來自手撥開關 ,手動輸入地址 。 多選器的 R端 ： 由寄存器 /計數(shù)器產(chǎn)生下地址 。 存器中的微地址 /R。 ， 計數(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 。 用于保存調用子程序時的返回地址和微程序循環(huán)時的首地址 。 多選器的 μPC 端 ： 微程序計數(shù)器 ， 由 12位的寄存器和 12位的增量器組成 。 當增量器的進位輸入 CI=1時 ， 多選器的輸出 Y加 1后裝入 μPC ， 用于微程序的順序執(zhí)行 。 當增量器的進位輸入 CI=0時 ， 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： 用來接收外部送來的命令碼 CI3～ CI0。 接收條件輸入信號 /CC和條件允許信號/CCEN， 對其譯碼 ， 產(chǎn)生芯片內工作需要的控制信號 ， 和外部要用的 3個控制選擇信號 :/PL ， /MAP ， /VECT 。 條件輸入信號： /CC 條件允許信號： /CCEN 當 /CCEN=0 、 /CC =1 測試通過 。 當 /CCEN=1 、 /CC =0 測試失效 。 /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堆棧的操作 。 命令譯碼器的輸出 : /PL： 微程序轉移控制 ， /PL=0決定 D來自微指令字的下地址字段 。 /MAP： 映射地址控制 ， /MAP=0 決定 D來自 MAPROM 映射地址 。 /VECT： 手撥地址控制 ， /VECT=0 決定 D來自手撥開關 。 Am2910 芯片的內部組成 ?、 1個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 D觸發(fā)器組成的寄存器 /計數(shù)器。 寄存器：用于保存一個微地址， 實現(xiàn)微程序轉移；計數(shù)器：具有減一功能，控制微程序的循環(huán)次數(shù)。 ?、 微程序計數(shù)器， 由 12位的增量器和 12位的寄存器組成，當增量器的輸 入 CI=1時：多選器輸出 Y+1送 μpc ，實現(xiàn)微程序的順序執(zhí)行。當 CI=0 時：多選器輸出 Y 送 μpc ，實現(xiàn)重復執(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用時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 5個時， μsp 發(fā)出棧滿信號， /FULL=0，再壓入的數(shù)據(jù)將 覆蓋棧頂原來的數(shù)據(jù)。 ?、 Am2910的 3個使能信號， 決定 D的輸入來源。 當 /PL 有效，（ /PL=0）： D來源于微指令的下地址字段，實現(xiàn)轉移。 當 /MAP 有效，（ /MAP=0）： D來源于 MAPROM，用于實現(xiàn)從機 器指令的操作數(shù)找微程序段的首地址。 當 /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 。 接收外部送來的命令碼，該命令碼來自微指令字 的相關字段，用來選擇 Am2910 的 16 條命令之一 。 條件輸入： /CC 條件允許： /CCEN 譯碼后，產(chǎn)生芯片內工作需要的控制信號 和 /PL、 /MAP、 /VECT 3個控制選擇信號 Am2910 芯片的引腳定義： ?、 輸入信號： D11 — D0： 外部直接輸入的數(shù)據(jù)，可作為寄存器 /計數(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：來自微指令字。見下表： 命令譯碼器常用命令碼的功能 ： 0號命令：用于初始化， 即無條件清除內部微堆棧，并使 Y的輸出為 0。 2號命令：用于指令功能分支 。即輸出信號 /MAP為低，使 D的輸入信號從 MAPROM（微地址影射部件）得 到，并作為輸出微地址 Y的值。 3號命令：用于條件微轉移。 當條件成立， /CC=0用 PL把 微指令字中的 F地址字段的內容（轉移地址） 經(jīng)過 D輸入并送到 Y，實現(xiàn)微程序轉移。 14號命令：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： 共同確定測試條件是否通過 。 /CCEN = 0 /CCEN = 1 /CC = 1 /CC = 0 如測試通過 ,/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 /計數(shù)器裝入信號。 當 /PLD=0時強制把 D11 D0裝入寄 /計。 CI： 增量進位輸入 。 CI=0時， Y+0→μPC 。 CI=1時， Y+1→μPC 。 ?、 輸出信號： Y11 – Y0 ： 下一條微指令的地址。 用來讀下一條微指令在控制存儲器的地址。 /FULL： 微堆棧已滿信號。 /FULL=0 表示堆棧已滿。 /PL， /MAP， /VECT R， F， μpc 測試失敗 測試通過 6選 1，共同來決定輸出 Y11——Y0 6個下地址來源： 微下地址、影射地址、手撥地址、計 /寄地址、微堆棧、微程序計數(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