【正文】 ；當(dāng)轉(zhuǎn)移條件不滿足時，則把微程序計數(shù)器的內(nèi)容作為下一個微地址。在順序執(zhí)行微指令時，后繼地址由現(xiàn)行微地址加上一個增量來產(chǎn)生（通常 +1）；在非順序執(zhí)行微指令時，由轉(zhuǎn)移微指令實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。當(dāng)執(zhí)行完一條位指令后，如何找到要執(zhí)行的下一條微指令？這就是后繼微地址的形成問題，有三種方式。 例如， 先分類轉(zhuǎn)移 ，把位數(shù)一樣、位置固定的分為一類； 再用操作碼對應(yīng)微程序入口地址，第二次 按操作碼轉(zhuǎn)移 。對于這 16條指令，微程序入口地址分別為： 000011B， 000111B， …1111 11B。 例如，某機(jī)器有 16條機(jī)器指令，操作碼由 4位二進(jìn)制數(shù)就能表示，分別為 0000， 0001， … ， 1111，假設(shè)微程序由 4條微指令構(gòu)成。 45 微程序入口地址的形成 機(jī)器指令的操作碼字段指出其對應(yīng)的微程序的入口地址。 ? 一條機(jī)器指令對應(yīng)一段微程序，機(jī)器指令的執(zhí)行過程就是與之對應(yīng)的微程序的執(zhí)行過程， 機(jī)器指令執(zhí)行過程中的微命令由微指令來產(chǎn)生 。 ? 微操作控制信號實際控制數(shù)據(jù)通路中的指令流和數(shù)據(jù)流的流向。 ④ 執(zhí)行完一條機(jī)器指令所對應(yīng)的一段微程序后，又回到取指微程序的入口地址，準(zhǔn)備取下一條機(jī)器指令。 ② 由機(jī)器指令的操作碼字段通過微地址形成部件產(chǎn)生該機(jī)器指令所對應(yīng)的微程序入口地址，并送入微地址寄存器。 ① 執(zhí)行取指令公操作。 ? 微地址寄存器（ μMAR）：用來存放讀取微指令的地址，這個地址是控制存儲器的單元地址。 ? 微指令寄存器（ μIR）：用來存放從控制存儲器中讀出的微指令，其位數(shù)和微指令字長相等。 控制器一旦開始工作，從控制存儲器讀出一條微指令、執(zhí)行一條微指令；接著再讀一條，再執(zhí)行一條， …… ?？刂拼鎯ζ鞯淖珠L就是微指令字的長度。 42 微程序控制器的組成（續(xù)） ? 控制存儲器（ CM）：是用來存放微程序的，它在 CPU內(nèi)部，用 ROM實現(xiàn)。一條機(jī)器指令對應(yīng)一個微程序。 順序控制部分 ：用來產(chǎn)生下一條要執(zhí)行的微指令的地址。這條微指令中的前 17位對應(yīng)操作控制部分，每一位表示一個微命令。一條微指令應(yīng)至少包含兩部分信息：操作控制信息和順序控制信息。 39 微指令和微程序 ? 一條 微指令 是實現(xiàn)一定操作功能的若干微命令的集合，是存儲在控制存儲器中的一個控制字。 ? 微命令 3可以同時進(jìn)行，所以是相容性的微命令。 ? +、 、 M三個微命令是互斥性的微命令， 8是互斥性的微命令， 9三個微命令也互相斥性的。 38 相容性和互斥性微命令分析 ? 圖 20示出了一個簡單運算器模型。所謂 相容性 微命令是指（同一微周期）那些可以同時產(chǎn)生、并行執(zhí)行的微命令。微操作與微命令具有一一對應(yīng)的關(guān)系。 ? 控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出控制命令，通常把這種控制命令叫做 微命令 。 37 微命令和微操作 ? 一臺計算機(jī)基本上可以劃分為兩大部分 — 控制部件和執(zhí)行部件。 ? 1964年，在 IBM360機(jī)器上將微程序設(shè)計技術(shù)付諸于實踐，成功地用于控制器的設(shè)計。 36 微程序控制原理（續(xù)） ? 微程序設(shè)計的概念和原理最早是英國劍橋大學(xué)的 Wilkes教授在 1951年提出來的。 ? 如何產(chǎn)生這些微小的動作有不同的方法。 ? 我們在指令周期中又講到，一條指令的執(zhí)行通過分解為更小的若干動作來實現(xiàn)。對大多數(shù)節(jié)拍數(shù)相近的指令，采用同步控制；而對于節(jié)拍數(shù)多的少數(shù)指令或節(jié)拍數(shù)不固定的指令，采用異步控制?？刂破靼l(fā)出某操作控制信號后，等待執(zhí)行部件發(fā)回完成操作的 “ 回答 ” 信號，再開始新的操作。 ? 同步控制方式 ：用統(tǒng)一發(fā)出的時序信號對各項操作進(jìn)行同步和控制，每個 CPU周期中產(chǎn)生相同數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖 。 啟動、停機(jī) 信號平時為 高電平 34 時序控制方式 控制不同操作序列的時序信號的方法，稱為時序控制方式。啟?？刂七壿嬘脕肀ＷC這一要求的實現(xiàn)。 33 啟停控制邏輯 ? 計算機(jī)工作期間，要求時序信號必須是完整的。例如，某計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)有取指令、取操作數(shù)和執(zhí)行三個 CPU周期，便設(shè)立三個觸發(fā)器分別表示。開始由清零信號 CLR將移位寄存器清為 0001，然后在脈沖信號 clock作用下，按 0001?0010?0100?1000 ?規(guī)律變化，從而輸出節(jié)拍電位 T0、 T T T3 。開始時由清零信號 CLR將C1C0清為 00，然后在 Clock上升沿和下降沿的作用下規(guī)律性地變化： 00?01?11?10，譯碼后輸出節(jié)拍脈沖 P0、 P P P3。 ? 時鐘源用來為整個機(jī)器提供頻率穩(wěn)定的方波時鐘脈沖信號，通常由石英晶體振蕩器和與非門組成的正反饋電路組成。 時序信號的作用 就是用來劃分時段，對各種操作信號嚴(yán)格定時，使多個控制信號在時間上相互配合，從而完成某一特定功能 . 28 三級時序體制（系統(tǒng)） 一個指令周期分為若干 機(jī)器周期 （ CPU周期）；一個機(jī)器周期再劃分為若干相等的時間段，每個時間段用一個電位信號來表示，稱為 節(jié)拍電位 ；在節(jié)拍中執(zhí)行的微操作，需要同步定時脈沖來配合 ，稱為 工作脈沖 。 ? 從空間上來說，如果取出的 代碼是指令 ，那么一定送往指令寄存器，如果取出的 代碼是數(shù)據(jù) ，那么一定送往運算器。時序系統(tǒng)是控制器的心臟，其功能是為指令的執(zhí)行提供各種定時信號。在計算機(jī)系統(tǒng)中也有一個類似 “ 作息時間 ”的東西，它叫時序部件?！?~” 表示公操作，如指令執(zhí)行結(jié)束后， CPU對外設(shè)中斷請求的處理等。 24 第二個 CPU周期， 送轉(zhuǎn)移地址 CPU完成一件事： ? 把指令寄存器中的地址碼部分 21送到程序計數(shù)器 ， 用新的內(nèi)容 21取代 PC中原先的內(nèi)容 25。 JMP指令周期由兩個 CPU周期組成 。 程序進(jìn)行到第五條指令，即“ JMP 21”指令，這是一條程序控制指令。這里不再給出指令周期圖，其中第一個 CPU周期中取指令， CPU把 23號單元的“ NOP”指令取出放到指令寄存器，第二個 CPU周期中執(zhí)行該指令。 22 第三個 CPU周期， 數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存 CPU完成兩件事： ① 累加器內(nèi)容傳送到數(shù)據(jù)緩沖寄存器中； ② 把該數(shù)據(jù) 存入所選定的內(nèi)存單元 (40)中 。第二個CPU周期把指令寄存器中地址碼部分的形式地址 40裝到地址寄存器，過程跟 ADD指令送操作數(shù)地址完全一樣。STA指令由三個 CPU周期組成。 CPU做 1個動作： ? 把指令寄存器中地址碼部分 (30)裝入地址寄存器 MAR， 執(zhí)行： IR?MAR操作 . 20 第三個 CPU周期， 取操作數(shù)、兩數(shù)相加 CPU完成兩件事： ① 取操作數(shù) ② 加法操作 。假設(shè)在取指結(jié)束后， ADD指令已被存放在指令寄存器中、而且被正確譯碼。 ADD指令的指令周期由三個 CPU周期組成。 0?AC。 Cout。 16 CPU完成三件事： ① 從內(nèi)存中取出指令 ② 對程序計數(shù)器 PC+1 ③ 對指令操作碼進(jìn)行譯碼 CPU做 6個動作： ① PC?MAR ② PC+1?PC ③ MAR?ABUS ④ M(MAR)?MDR ⑤ MDR?IR ⑥ OP(IR)?ID CPU已知道什么操作 第一個 CPU周期： 取指令階段 17 第二個 CPU周期， 執(zhí)行指令階段 CPU完成一件事： ? 執(zhí)行累加器清零操作。 ? 以下通過一個簡單程序的執(zhí)行過程來說明指令周期的概念。一個 CPU周期在時間上等于主存的一個存取周期。因為各種指令的操作功能不同，所以指令周期也不完全相同。從形式上看，它們都是二進(jìn)制代碼， CPU是怎么準(zhǔn)確地判別出是指令還是數(shù)據(jù)的 ？這要從指令周期說起。有三種內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，即單總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)和三總線結(jié)構(gòu)，我們曾在四章關(guān)于運算器的組織中介紹過。把 CPU內(nèi)部各部件之間傳送數(shù)據(jù)的通路稱為數(shù)據(jù)通路。時序部件的作用是對各種操作實施時間上的控制。 ? 時序部件 ：脈沖源、節(jié)拍信號發(fā)生器和啟?？刂七壿嫎?gòu)成。 根據(jù)產(chǎn)生微操作控制信號的不同方式，控制器分