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微程序控制器的设计思想
微程序控制器:用一个存储在ROM中的微程序产生微操作控制信号。
把指令执行中的每一个步骤所需要的所有控制信号编成微指令(控制字)预先存放在控制存储器(ROM)中,在指令的执行过程中根据需要从控制存储器中读取控制信号值,并送到各个部件的控制端。
指令执行的一步所需的所有控制信号编成微指令,一条指令执行需要若干步,则需要若干条微指令,这样由若干条微指令序列则构成一个微程序。
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(1)控制存储器用来存放各机器指令对应的微程序。译码器用来形成机器指令对应的微程序的入口地址。当将一条机器指令对应的微程序的各条微指令逐条取出,并送到微指令寄存器时,其微操作命令也就按事先的设计发出,因而也就完成了一条机器指令的功能。对每一条机器指令都是如此。
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(2)微指令的宽度直接决定了微程序控制器的宽度。为了简化控制存储器,可采取一些措施来缩短微指令的宽度。如采用字段译码法一级分段译码。显然,微指令的控制字段将大大缩短。,一些要同时产生的微操作命令不能安排在同一个字段中。为了进一步缩短控制字段,还可以将字段译码设计成两级或多级。
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组成原理
(1)控制存储器CM
功能:
微地址
形成电路
IR
PSW
PC
微地址寄存器
µAR
控制存储器
CM
译码器
微命令序列
微命令字段微地址字段
µIR
存放微程序。
CM属于CPU,不属于主存储器。
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(2)微指令寄存器µIR
功能:
存放现行微指令。
微命令字段:
提供一步操作所需的微命令。
微地址字段:
指明后续微地址的形成方式。
提供微地址的给定部分。
(微操作控制字段)
(顺序控制字段)
(3)微地址形成电路
功能:
提供两类微地址。
微程序入口地址:
由机器指令操作码形成。
后续微地址:
由微地址字段、现行微地
址、运行状态等形成。
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(1)取机器指令
CM
取指微指令
µIR
微命令字段
译码器
微命令
主存
机器指令
IR
(2)转微程序入口
IR
操作码
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