計(jì)算機(jī)組成原理JLP_3.5講述

1、1組合邏輯控制器 p134圖3-34微命令微命令發(fā)生器發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼譯碼. PSWPSW 時(shí)序 IRIR地址形成地址形成PCOPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器（或控制單元CU）指令計(jì)數(shù)器PC指令寄存器IR程序狀態(tài)字PSW指令譯碼器ID時(shí)序部件地址形成部件控制器的基本組成取指令分析指令執(zhí)行指令，發(fā)出各種操作命令確定下一條指令的地址控制器的基本功能3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式2微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成PCOPD尋址來自M送M或ALU+1送M1.微命令發(fā)生器功能： 產(chǎn)生全機(jī)

2、所需的各種微命令控制最基本的操作(微操作)的命令電位型脈沖型構(gòu)成微命令發(fā)生器：將產(chǎn)生微命令的條件綜合化簡，形成邏輯式，用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)。微命令發(fā)生器3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式3微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成PCOPD尋址來自M送M或ALU+1送M2.指令計(jì)數(shù)器PC功能：指示指令在M中的位置。PC本身+1順序執(zhí)行PC先+1，再用轉(zhuǎn)移地址修改PC微命令發(fā)生器PC轉(zhuǎn)移執(zhí)行:ALU+13.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式43.指令寄存器IR功能： 存放現(xiàn)行指令。決定操作性質(zhì)操作碼字段操作數(shù)地址轉(zhuǎn)移地址PC微命令發(fā)

3、生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器PC IR地址碼字段譯碼器微命令發(fā)生器地址形成部件尋址D3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式54.狀態(tài)寄存器PSW功能： 指示程序運(yùn)行方式，反映程序運(yùn)行結(jié)果。例. 某機(jī)的PSWPC微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器PC IR PSW 工作方式工作方式 優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí) T N Z V CT N Z V C15 12 11 8 7 6 5 4 3 2 1 03.5 3.

4、5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式65.時(shí)序線路功能：控制操作時(shí)間和操作時(shí)刻。PC微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器PC IR PSW 時(shí)序振蕩器分頻器時(shí)鐘脈沖工作脈沖時(shí)鐘周期(節(jié)拍)產(chǎn)生電位型微命令，控制操作時(shí)間段產(chǎn)生脈沖型微命令，控制定時(shí)操作3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式71.取指令PCPC微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器PC IR PSW 時(shí)序控制器工作過程地址M指令I(lǐng)R、譯

5、碼(OP、尋址方式)PC+1PC3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式82.取數(shù)(按尋址方式)立:PC微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令發(fā)生器PC IR PSW 時(shí)序指令操作數(shù)有效地址 M,取數(shù)R,取數(shù)直:寄存器號(hào)間:間接地址M,取有效地址寄存器號(hào)R,取有效地址變:形式地址變址量運(yùn)算器計(jì)算有效地址3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式93.執(zhí)行(按操作碼)PC微命令發(fā)生器微命令序列I/O狀態(tài)控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)譯碼. PSW 時(shí)序 IR地址形成OPD尋址來自M送M或ALU+1送M微命令

6、發(fā)生器PC IR PSW 時(shí)序結(jié)果存儲(chǔ)器/寄存器操作數(shù)加法器操作數(shù)3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式3.5 3.5 組合邏輯控制器設(shè)計(jì)組合邏輯控制器設(shè)計(jì)一、組合邏輯控制器時(shí)序系統(tǒng)一、組合邏輯控制器時(shí)序系統(tǒng) 1. 1. 工作周期工作周期(1)(1)取指周期取指周期FTFT用于指令正常執(zhí)行用于指令正常執(zhí)行設(shè)置設(shè)置6 6個(gè)觸發(fā)器分別個(gè)觸發(fā)器分別作為各作為各周期狀態(tài)標(biāo)志周期狀態(tài)標(biāo)志(2)(2)源周期源周期STST(3)(3)目的周期目的周期DTDT(4)(4)執(zhí)行周期執(zhí)行周期ETET(5)(5)中斷周期中斷周期ITIT(6)DMA(6)DMA周期周期DMATDMAT用于用于I/OI/O傳

7、送控制傳送控制1 1 工作周期開始工作周期開始0 0 工作周期結(jié)束工作周期結(jié)束 在整個(gè)指令周期中，任何時(shí)候必須、且只能在整個(gè)指令周期中，任何時(shí)候必須、且只能有一個(gè)工作周期狀態(tài)標(biāo)志為有一個(gè)工作周期狀態(tài)標(biāo)志為“1 1”。(1)(1)取指周期取指周期FTFT從從M M取出指令并譯碼；取出指令并譯碼；公操作公操作修改修改PCPC。(3)(3)目的周期目的周期DTDT(4)(4)執(zhí)行周期執(zhí)行周期ETET取指結(jié)束時(shí)，按操作碼和尋址方式取指結(jié)束時(shí)，按操作碼和尋址方式(R/(R/非非R R尋址尋址) )轉(zhuǎn)相應(yīng)工作周期。轉(zhuǎn)相應(yīng)工作周期。按尋址方式按尋址方式( (非非R R尋址尋址) )形成源地址，從形成源地址，

8、從M M取出源操取出源操作數(shù)，暫存于作數(shù)，暫存于C C。(2)(2)源周期源周期STST按尋址方式按尋址方式( (非非R R尋址尋址) )形成目的地址，或從形成目的地址，或從M M取出取出目的操作數(shù)，暫存于目的操作數(shù)，暫存于D D。按操作碼完成相應(yīng)操作按操作碼完成相應(yīng)操作( (傳送、運(yùn)算、取轉(zhuǎn)移地址傳送、運(yùn)算、取轉(zhuǎn)移地址送入送入PCPC、返回地址壓棧保存、返回地址壓棧保存) )；后續(xù)指令地址送入后續(xù)指令地址送入MARMAR。(5)(5)中斷周期中斷周期ITIT關(guān)中斷、保存斷點(diǎn)和關(guān)中斷、保存斷點(diǎn)和PSWPSW、轉(zhuǎn)服務(wù)程序入口。、轉(zhuǎn)服務(wù)程序入口。由硬件完成由硬件完成1 1）時(shí)鐘周期時(shí)間：）時(shí)鐘周期

9、時(shí)間：ITIT指指CPUCPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，到執(zhí)行中斷服務(wù)程序前。響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，到執(zhí)行中斷服務(wù)程序前。(6)DMA(6)DMA周期周期DMATDMAT一次從一次從M M讀出，并經(jīng)數(shù)據(jù)通路傳送的操作；讀出，并經(jīng)數(shù)據(jù)通路傳送的操作；或或一次數(shù)據(jù)通路傳送操作；一次數(shù)據(jù)通路傳送操作；或或一次向一次向M M寫入的操作寫入的操作DMATDMAT指指CPUCPU響應(yīng)響應(yīng)DMADMA請(qǐng)求后，到傳送完一次數(shù)據(jù)。請(qǐng)求后，到傳送完一次數(shù)據(jù)。DMADMA控制器接管總線權(quán)，控制直傳?？刂破鹘庸芸偩€權(quán)，控制直傳。 2. 2.時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期( (節(jié)拍節(jié)拍) )T T1 1微秒微秒完成一步操作：完成一步操作：模型機(jī)以模

10、型機(jī)以訪存時(shí)間訪存時(shí)間作為作為一步操作時(shí)間一步操作時(shí)間。 一個(gè)總線一個(gè)總線周期周期等于等于一個(gè)時(shí)鐘周期一個(gè)時(shí)鐘周期，可根據(jù)需要擴(kuò)展。，可根據(jù)需要擴(kuò)展。由硬件完成由硬件完成2 2）時(shí)鐘周期數(shù)：）時(shí)鐘周期數(shù)：每個(gè)工作周期第一拍每個(gè)工作周期第一拍T=0T=0，每開始一個(gè)新節(jié)拍每開始一個(gè)新節(jié)拍T T計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)，工作周期結(jié)束時(shí)工作周期結(jié)束時(shí)T T清清0 0。一個(gè)工作周期中的時(shí)鐘數(shù)一個(gè)工作周期中的時(shí)鐘數(shù)可變可變。用用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T T控制節(jié)拍數(shù)控制節(jié)拍數(shù)每個(gè)時(shí)鐘結(jié)束時(shí)設(shè)置一個(gè)脈沖。每個(gè)時(shí)鐘結(jié)束時(shí)設(shè)置一個(gè)脈沖。 3. 3.工作脈沖工作脈沖P P1ST TP P打入寄存器打入寄存器進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換（周期

11、狀態(tài)設(shè)置（周期狀態(tài)設(shè)置/清除清除時(shí)鐘時(shí)鐘T T計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/清除）清除）將計(jì)數(shù)值譯碼，可產(chǎn)生節(jié)拍電位將計(jì)數(shù)值譯碼，可產(chǎn)生節(jié)拍電位(T(T0 0T T1 1T T2 2) )。4.CPU4.CPU控制流程控制流程( (圖圖3-353-35工作周期轉(zhuǎn)換工作周期轉(zhuǎn)換) ) FTFT雙雙單單轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)SRSR STSTDRDR DTDT ETET DMATDMATDMADMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？中斷請(qǐng)求？中斷請(qǐng)求？ ITITSRSRDRDRY YN NY YN N二、指令流程圖與操作時(shí)間表二、指令流程圖與操作時(shí)間表 1. 1.取指周期取指周期FTFT擬定指令流程：擬定指令流程：初始化時(shí)置入初始化時(shí)置入FTFT，確定各工

12、作周期中每拍完成的具體確定各工作周期中每拍完成的具體操作（寄存器傳送級(jí)）。操作（寄存器傳送級(jí)）。列操作時(shí)間表：列操作時(shí)間表：列出列出每一步操作所需的微命令每一步操作所需的微命令及產(chǎn)及產(chǎn)生條件。生條件。（1 1）進(jìn)入）進(jìn)入FTFT的方式和條件的方式和條件FTFTS SR RD DC CQ QQ Q總清總清1 1程序正常運(yùn)行時(shí)同步打入程序正常運(yùn)行時(shí)同步打入FTFT。1 FT1 FTCPFT(P)CPFT(P)1 FT1 FT= = ET(1 DMAT 1 IT)ET(1 DMAT 1 IT)DMAT(1 DMAT 1 IT)DMAT(1 DMAT 1 IT)+ IT + IT + + （2 2）取

13、指流程）取指流程1 ST1 STFT0FT0：PC+1 PCPC+1 PCM IRM IR（3 3）操作時(shí)間表）操作時(shí)間表(P138(P138表表3-8)3-8)FT0FT0：電位型微命令電位型微命令脈沖型微命令脈沖型微命令M IRM IREMAR,EMAR, R,R, SIRSIRPC+1 PCPC+1 PCPC APC ACPPCCPPC1 DT1 DT1 ET1 ET或或 或或 CPFT( P)CPFT( P)CPST( P)CPST( P)CPDT( P)CPDT( P)CPET( P)CPET( P)CPT ( P)CPT ( P)工作周期中，每拍結(jié)束時(shí)發(fā)工作周期中，每拍結(jié)束時(shí)發(fā)CP

14、TCPT；工作周期結(jié)束時(shí)，；工作周期結(jié)束時(shí)，5 5個(gè)時(shí)序打入命令都發(fā)。個(gè)時(shí)序打入命令都發(fā)。轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 S S3 3S S2 2S S1 1S S0 0MCMC0 0DMDMPC MAR PC MAR 在在ETET注：注： 2. MOV 2. MOV指令指令1 1）流程圖）流程圖格式格式: MOV DST: MOV DST，SRCSRC功能：功能：（SRCSRC） DSTDST尋址方式尋址方式助記符助記符有效地址有效地址寄存器尋址R寄存器間址(R)EA=（R）自減寄存器間址-(R)(R)-1=R ，EA=（R）自增寄存器間址(R)+EA=（R），(R)+1=R自增雙間址(R)+EA=(R) ，(R

15、)+1=R變址/相對(duì)尋址X(R)EA=（R)+dRi=MARRi=MARM=MDR=M=MDR=C CM=MDR=M=MDR=C CM=MDR=M=MDR=C CM=MDR=CM=MDR=CM=MDR=CM=MDR=CRi-1=Ri,MARRi-1=Ri,MARM=IR,PC+1=PCM=IR,PC+1=PCPC+1=PCPC+1=PCM=MDR=DM=MDR=DPC+1=PCPC+1=PCC+Ri=MARC+Ri=MARM=MDR=M=MDR=C CMOVMOV指令指令C=MDRC=MDRPC=MARPC=MARM=MDR=M=MDR=C CD+Rj=D+Rj=MARMARI I/(R)+/

16、(R)+Ri=MARRi=MARRi=MARRi=MARPC=MARPC=MARSRSR DRDRPC=MARPC=MARRi+1=RiRi+1=RiRi+1=RiRi+1=RiC =MARC =MARRj-1=Rj,Rj-1=Rj,MARMARRj=Rj=MARMARRj=MARRj=MARRj=Rj=MARMARRj+1=RjRj+1=RjRj+1=RjRj+1=RjM=MDR=M=MDR=MARMARMDR=MMDR=MC=RjC=RjRi=MDRRi=MDRMDR=MMDR=MRi=RjRi=RjR R-(R)-(R)(R)(R) (R)+(R)+X X(R)(R)R R(R)(R)-

17、(R)-(R)(R)+(R)+(R)+(R)+X(R)X(R)SRSR DRDRSRSR DRDRSRSR DRDRFT0FT0ST0ST0ST1ST1ST2ST2ST3ST3ST4ST4DT0DT0DT1DT1DT2DT2DT3DT3ET0ET0ET1ET1ET2ET2MOV DST,SRCMOV DST,SRC；(SRC)=DST(SRC)=DST 2. MOV 2. MOV指令指令FT0FT0：PC+1 PCPC+1 PCM IRM IR，1 1）流程圖）流程圖例例1 1：MOV R1MOV R1，R0R0；源數(shù)源數(shù)ET0ET0：R0 R1R0 R1PC MARPC MARET1ET1：

18、例例2 2：MOV(R1),(R0)MOV(R1),(R0)； FT0FT0：M IRM IR，PC+1 PCPC+1 PCST0ST0：R0 MARR0 MARST1ST1：M MDR CM MDR CDT0DT0：R1 MARR1 MAR目的地址目的地址ET0ET0：C MDRC MDRET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MAR例例3 3：MOV X(R1),X(R0)MOV X(R1),X(R0)；FT0FT0： M IRM IRPC+1 PCPC+1 PC形地形地取源操作數(shù)，取源操作數(shù)，暫存于暫存于C C，需需5 5步。步。PC+1 PCPC+1 PCST

19、0ST0：PC MARPC MARDT1DT1：M MDR CM MDR CDT0DT0：C MDRC MDR源數(shù)源數(shù)ET0ET0：C+R0 MARC+R0 MARET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MARPC+1 PCPC+1 PC例例3 3：MOV X(R1),X(R0)MOV X(R1),X(R0)；FT0FT0： M IRM IRM MDR CM MDR CST1ST1：ST2ST2：ST3ST3：ST4ST4：PC MARPC MARM MDR DM MDR D形地形地PC+1 PCPC+1 PCDT2DT2：DT3DT3：D+R1 MARD+R1 MA

20、R目的地址目的地址取目的地址，取目的地址，暫存于暫存于MARMAR，需需4 4步。步。源數(shù)送存儲(chǔ)器，源數(shù)送存儲(chǔ)器，需需3 3步。步。 3. 3. 雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令：雙操作數(shù)指令：ADDADD、SUBSUB、ANDAND、OROR、EOREOR格式格式: ADD DST: ADD DST，SRCSRC功能：功能：（SRCSRC）+ +（DSTDST） DSTDST尋址方式尋址方式助記符助記符有效地址有效地址寄存器尋址R寄存器間址(R)EA=（R）自減寄存器間址-(R)(R)-1=R ，EA=（R）自增寄存器間址(R)+EA=（R），(R)+1=R自增雙間址(R)+EA=(R)

21、 ，(R)+1=R變址/相對(duì)尋址X(R)EA=（R)+dRi=MARRi=MARM=MDR=M=MDR=D DM=MDR=M=MDR=D DM=MDR=M=MDR=D DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DRi-1=Ri,MARRi-1=Ri,MAR取指取指PC+1=PCPC+1=PCD+Ri=MARD+Ri=MARM=MDR=M=MDR=D D雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令C COPOPD=MDRD=MDRM=MDR=M=MDR=D DI/(R)+I/(R)+Ri=MARRi=MARRi=MARRi=MARPC=MARPC=MARSRSR DRDRPC=MARPC=MARRi+

22、1=RiRi+1=RiRi+1=RiRi+1=RiD =MARD =MARMDR=MMDR=MC COPOPRj=RjRj=RjRiRiOPOPD=MDRD=MDRMDR=MMDR=MRiRiOPOPRj=RjRj=RjR R-(R)-(R)(R)(R)(R)+(R)+X(R)X(R)SRSR DRDRSRSR DRDRSRSR DRDRFTFTSTSTDT0DT0DT1DT1DT2DT2DT3DT3DT4DT4ET0ET0ET1ET1ET2ET2取源操作數(shù)取源操作數(shù)ADD DST,SRC ADD DST,SRC ；(SRC)+(DST)=DST(SRC)+(DST)=DSTSUB DST,S

23、RC SUB DST,SRC ；(SRC)-(DST)=DST(SRC)-(DST)=DSTAND DST,SRC AND DST,SRC ；(SRC)(SRC) (DST)=DST(DST)=DSTOR DST,SRC OR DST,SRC ；(SRC)(SRC) (DST)=DST(DST)=DSTEOR DST,SRC EOR DST,SRC ；(SRC)(SRC) (DST)=DST(DST)=DST與與MOVMOV指令相同指令相同 3. 3.雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令例：例：ADD X(R1),(PC)+ADD X(R1),(PC)+； FT0FT0：M IRM IR，PC+1 PCP

24、C+1 PC立即數(shù)立即數(shù)ST0ST0：PC MARPC MARST1ST1：M MDR CM MDR CST2ST2：PC+1 PCPC+1 PCDT0DT0：PC MARPC MARDT1DT1：M MDR DM MDR DDT2DT2：PC+1 PCPC+1 PC形式地址形式地址DT3DT3：D+R1 MARD+R1 MARDT4DT4：M MDR DM MDR D目的數(shù)目的數(shù)ET0ET0：C+D MDRC+D MDRET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MARRi=MARRi=MARM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DM=MD

25、R=DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DM=MDR=DRi-1=Ri,MARRi-1=Ri,MAR取指取指PC+1=PCPC+1=PCD+Ri=MARD+Ri=MARM=MDR=DM=MDR=D單操作數(shù)指令單操作數(shù)指令OPOPD=MDRD=MDRM=MDR=DM=MDR=DI/(R)+I/(R)+Ri=MARRi=MARRi=MARRi=MARPC=MARPC=MARPC=MARPC=MARRi+1=RiRi+1=RiRi+1=RiRi+1=RiD =MARD =MARMDR=MMDR=MOPOPRj=RjRj=RjR R-(R)-(R)(R)(R)(R)+(R)+X(R)X(R)DR

26、DRDRDRFTFTSTSTDT0DT0DT1DT1DT2DT2DT3DT3DT4DT4ET0ET0ET1ET1ET2ET2COM DST COM DST ；(DST) =DST(DST) =DSTNEG DST NEG DST ；(DST)+1=DST(DST)+1=DSTINC DST INC DST ；(DST)(DST)+1+1=DST=DSTDEC DST DEC DST ；(DST)(DST)-1-1=DST=DSTSL DST SL DST ；(DST)(DST) 2=DST2=DSTSR DST SR DST ；(DST)(DST) 2=DST2=DST與雙操作數(shù)指令相同與雙操

27、作數(shù)指令相同 4.4.單操作數(shù)指令單操作數(shù)指令FT0FT0：M IRM IR，例：例： COM -(R0)COM -(R0)；DT0DT0：R0-1 R0R0-1 R0 、MARMARDT1DT1：M MDR DM MDR DET0ET0：ET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MARPC+1 PCPC+1 PCD MDRD MDR 5.5.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移JMP/JMP/返回指令返回指令RST(RST(了解了解) )無條件無條件轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移SKPSKPR R（R R）（R)+R)+ 按按R R指示從指示從M M取轉(zhuǎn)移地址取轉(zhuǎn)移地址, ,修改修改R R。（SP)+SP)+X(PC

28、)X(PC)執(zhí)行再下條指令。執(zhí)行再下條指令。從從R R取轉(zhuǎn)移地址。取轉(zhuǎn)移地址。按按R R指示從指示從M M取轉(zhuǎn)移地址。取轉(zhuǎn)移地址。從堆棧取返回地址從堆棧取返回地址, ,修改修改SPSP。以以PCPC內(nèi)容為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移。內(nèi)容為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移。（RSTRST）PC=MARPC=MARPC+1=PC,MARPC+1=PC,MARRj=PC,MARRj=PC,MARRj=MARRj=MARPC=MARPC=MAR取指取指M=MDRM=MDR=C=CJMP,RSTJMP,RSTR RRi+1=RiRi+1=RiM=MDR=M=MDR=PC,MARPC,MARPCPCSKPSKPPCPC(R)(R)RST (R)+

29、RST (R)+X(PC)X(PC)FTFTET0ET0ET1ET1ET2ET2PC=MARPC=MARM=MDR=M=MDR=PC,MARPC,MARPC+C=PC+C=PC,MARPC,MARJP,RSTJP,RSTNJPNJPFT0FT0：M IRM IR，例例1 1：JMP R0JMP R0；SP+1 SPSP+1 SP、MARMARM MDR PCM MDR PCET0ET0：ET1ET1：SP MARSP MARET2ET2：R0 PCR0 PCPC+1 PCPC+1 PC例例2 2：RST (SP)+RST (SP)+；FT0FT0：M IRM IR， PC+1 PCPC+1 P

30、CET0ET0：、MARMAR例例3 3：JMP X(PC)JMP X(PC)；FT0FT0：M IRM IR， PC+1 PCPC+1 PCET0ET0：PC MARPC MARET1ET1：M MDR CM MDR C位移量位移量ET2ET2：PC+C PCPC+C PC 、MARMAR 5. 5.轉(zhuǎn)子指令轉(zhuǎn)子指令JSRJSR（了解了解）無條件轉(zhuǎn)子：無條件轉(zhuǎn)子： R R（R R） （R)+R)+（PC)+PC)+ （SP)+SP)+入口在入口在R R中中入口在入口在M M中中 入口在堆棧中入口在堆棧中SP-1 SPSP-1 SPMDR MMDR MST1ST1：PC MDRPC MDR在在

31、STST形成子程序入口；在形成子程序入口；在ETET保存返回地址，并轉(zhuǎn)保存返回地址，并轉(zhuǎn)子程序入口。子程序入口。ST0ST0：、MARMAR例：例：JSRJSR（R2R2）；）； FT0FT0： M IRM IR，PC+1 PCPC+1 PCET0ET0：R2 MARR2 MARET1ET1：M MDR CM MDR C子程序子程序入口入口C PCC PC、MARMAR返回地返回地址壓棧址壓棧ET2ET2：ET3ET3：例. 某計(jì)算機(jī)字長16位，采用16位定長指令字結(jié)構(gòu)，部分?jǐn)?shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)如圖所示。所有控制信號(hào)為1時(shí)表示有效、為0時(shí)表示無效，例如控制信號(hào)MDRinE為1表示允許數(shù)據(jù)從DB打入MD

32、R，MDRin為1表示允許數(shù)據(jù)從總線打入MDR。假設(shè)MAR的輸出一直處于使能狀態(tài)。加法指令“ADD(R1), R0”的功能為(R0) + (R1) -(R1) 。 請(qǐng)按表格列出指令取值和執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍（時(shí)鐘周期）的功能和有效控制信號(hào)。時(shí)鐘功能有效控制信號(hào)C1 C2 C3 “ADD (R1), R0”取指階段的功能（取指流程）和有效控制信號(hào)。PC-MARM-MDR ,PC +1-PCMDR- IRPCout, MARinMemR, MDRine, PC+1MDRout, IRin“ADD (R1), R0”執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號(hào)。執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號(hào)。時(shí)鐘時(shí)鐘 功

33、能功能 有效控制信號(hào)有效控制信號(hào)C5C5 C6C6 C7C7 C8C8 C9C9 R1-MARM-MDR , R0-AMDR+A- ACAC -MDR MDR- MR1out, MARinMemR, MDRine, R0out, AinMDRout, Add, ACinAcout, MDRinMDRoutE, MemW“ADD (R1), R0”執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號(hào)。執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號(hào)。時(shí)鐘時(shí)鐘 功能功能 有效控制信號(hào)有效控制信號(hào)C5C5 C6C6 C7C7 C8C8 C9C9 R1-MARM-MDR , MDR -AR0+A- ACAC -MDR MDR-

34、MR1out, MARinMemR, MDRine, MDRout, AinRout, Add, ACinAcout, MDRinMDRoutE, MemW1.1.單總線 CPU 結(jié)構(gòu)圖如下，其中有運(yùn)算部件 ALU 、寄存器 Y 和 Z 、通用寄存器 R0R3 、指令寄存器 IR 、程序計(jì)數(shù)器 PC 、主存地址寄存器 MAR 和主存數(shù)據(jù)寄存器 MDR 等部件。計(jì)算機(jī)字長為16位，主存地址空間大小為128 KB，按字編址。采用單字長指令格式，指令各字段定義如下：請(qǐng)回答下列問題：（1）該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）和存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）至少各需要多少位？（2）若R0

35、的內(nèi)容為1234H，R1的內(nèi)容為5678H，地址1234H中的內(nèi)容為5678H，地址5678H中的內(nèi)容為1234H，則加法指令A(yù)DD (R0), (R1)+（逗號(hào)前為源操作數(shù)，逗號(hào)后為目的操作數(shù)）指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容會(huì)改變？改變后的內(nèi)容是什么？（3）試擬出減法指令“SUB -(R2 ) ，R3”的指令流程。其中 -(R2 )表示源尋址為自減型寄存器間接尋址（先減1后尋址）；R3表示目的尋址為寄存器尋址。三、微命令的綜合與產(chǎn)生三、微命令的綜合與產(chǎn)生歸納微命令歸納微命令, ,綜合化簡條件綜合化簡條件, ,用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)。用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)。例：例：讀令讀令R R= = FT0

36、FT0 +MOV(ST1+ST4+MOV(ST1+ST4+) )+ +1.1.微命令邏輯條件的綜合化簡微命令邏輯條件的綜合化簡2.2.邏輯實(shí)現(xiàn)邏輯實(shí)現(xiàn)微命令微命令發(fā)生器發(fā)生器微命令序列微命令序列I/OI/O狀態(tài)狀態(tài)控制臺(tái)信息控制臺(tái)信息運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)譯碼譯碼. PSW PSW 時(shí)序時(shí)序 IR IR地址形成地址形成PCPCOPOPD尋址尋址來自來自M送送M或或ALU+1送送M微命令的形成與微命令的形成與哪些因素有關(guān)？哪些因素有關(guān)？組合邏輯控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用組合邏輯控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用 產(chǎn)生微命令的速度較快。產(chǎn)生微命令的速度較快。1.1.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 設(shè)計(jì)不規(guī)整，設(shè)計(jì)效率較低；設(shè)計(jì)不規(guī)整，設(shè)

37、計(jì)效率較低； 控制器核心結(jié)構(gòu)零亂，不便于檢查和調(diào)試?？刂破骱诵慕Y(jié)構(gòu)零亂，不便于檢查和調(diào)試。 不易修改、擴(kuò)展指令系統(tǒng)功能。不易修改、擴(kuò)展指令系統(tǒng)功能。3.3.應(yīng)用場合應(yīng)用場合 用于高速計(jì)算機(jī)，或小規(guī)模計(jì)算機(jī)。用于高速計(jì)算機(jī)，或小規(guī)模計(jì)算機(jī)。3.6 3.6 微程序控制器方式微程序控制器方式基本概念 微命令和微操作微命令和微操作l微命令微命令：控制部件向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令?？刂撇考驁?zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令。 構(gòu)成控制信號(hào)序列的最小單位。構(gòu)成控制信號(hào)序列的最小單位。例如：例如：打開或關(guān)閉某個(gè)控制門，多路器選擇哪個(gè)輸入等。打開或關(guān)閉某個(gè)控制門，多路器選擇哪個(gè)輸入等。l微操作微操作：指執(zhí)行部件

38、接受微命令后所進(jìn)行的最基本的、指執(zhí)行部件接受微命令后所進(jìn)行的最基本的、 不可再細(xì)分的操作。不可再細(xì)分的操作。分為兩種：分為兩種： 相容的相容的微操作：可以同時(shí)進(jìn)行的微操作。微操作：可以同時(shí)進(jìn)行的微操作。 互斥的互斥的微操作：不能同時(shí)進(jìn)行的微操作微操作：不能同時(shí)進(jìn)行的微操作 。p微命令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的。微命令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的。p微命令是微操作的控制信號(hào)，微操作是微命令的操作過程。微命令是微操作的控制信號(hào)，微操作是微命令的操作過程。3.6 3.6 微程序控制器方式微程序控制器方式基本概念 微指令和微程序微指令和微程序l微指令：微指令：用來產(chǎn)生微控制信號(hào)（微命令）的二進(jìn)制編碼。用來產(chǎn)生微控制

39、信號(hào)（微命令）的二進(jìn)制編碼。 用于控制完成一組微操作。用于控制完成一組微操作。 l微程序：微程序：一系列微指令構(gòu)成的有序集合。一系列微指令構(gòu)成的有序集合。l每一條機(jī)器指令都對(duì)應(yīng)于一段微程序（通過解釋執(zhí)行這段微每一條機(jī)器指令都對(duì)應(yīng)于一段微程序（通過解釋執(zhí)行這段微程序，完成指令所規(guī)定的操作）。程序，完成指令所規(guī)定的操作）。 微指令周期微指令周期l微指令周期：微指令周期：從控制存儲(chǔ)器讀取一條微指令到執(zhí)行完相應(yīng)的從控制存儲(chǔ)器讀取一條微指令到執(zhí)行完相應(yīng)的微操作所需微操作所需時(shí)間時(shí)間。 3.6 3.6 微程序控制器方式微程序控制器方式一、一、 微程序控制的基本原理微程序控制的基本原理1) 若干微命令編制成

40、一條微指令，控制實(shí)現(xiàn)一步操作；若干微命令編制成一條微指令，控制實(shí)現(xiàn)一步操作；2) 若干微指令組成一段微程序，解釋執(zhí)行一條機(jī)器指令；若干微指令組成一段微程序，解釋執(zhí)行一條機(jī)器指令；3) 微程序事先存放在控制存儲(chǔ)器中，執(zhí)行機(jī)器指令時(shí)再取出。微程序事先存放在控制存儲(chǔ)器中，執(zhí)行機(jī)器指令時(shí)再取出。1) 若干微命令編制成若干微命令編制成一條微指令一條微指令，控制實(shí)現(xiàn)，控制實(shí)現(xiàn)一步操作一步操作；2) 若干微指令組成若干微指令組成一段微程序一段微程序，解釋執(zhí)行，解釋執(zhí)行一條機(jī)器指令一條機(jī)器指令；1. 基本思想（基本思想（ Wilkes 在1951年提出） 程序、指令、微程序、微指令、微命令、微操作的關(guān)系程序、

41、指令、微程序、微指令、微命令、微操作的關(guān)系CPUCPU的的構(gòu)成構(gòu)成引入了程序技術(shù)，使設(shè)計(jì)規(guī)整；引入了程序技術(shù)，使設(shè)計(jì)規(guī)整；引入了存儲(chǔ)邏輯，使功能易于擴(kuò)展。引入了存儲(chǔ)邏輯，使功能易于擴(kuò)展。問題：程序（或指令）存放問題：程序（或指令）存放在內(nèi)存，微程序存放在哪？在內(nèi)存，微程序存放在哪？2. 邏輯組成邏輯組成 主要部件主要部件（1 1）控制存儲(chǔ)器）控制存儲(chǔ)器CMCM功能：功能： 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR存放微程序存放微程序。CMCM屬于屬于CP

42、UCPU，不屬于主存儲(chǔ)器。，不屬于主存儲(chǔ)器。微程序控制器 P148圖3-47（2 2）微指令寄存器）微指令寄存器 IR功能：功能： 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR存放現(xiàn)行微指令存放現(xiàn)行微指令。微命令字段：微命令字段：提供一步操作所需的微命令。提供一步操作所需的微命令。微地址字段：微地址字段：指明后續(xù)微地址的形成方式。指明后續(xù)微地址的形成方式。提供微地址的給定部分。提供微地址的給定部分。( (微操作控制字段微操作控制字段) )( (順序控制字段順

43、序控制字段) )（3 3）微地址形成電路）微地址形成電路功能：功能： 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR提供兩類微地址提供兩類微地址。微程序入口地址：微程序入口地址：由機(jī)器指令由機(jī)器指令操作碼操作碼形成。形成。后續(xù)微地址：后續(xù)微地址：由由微地址字段微地址字段、現(xiàn)行微地現(xiàn)行微地址址、運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)等形成。等形成。（4 4）微地址寄存器）微地址寄存器 AR功能：功能： 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制

44、存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR存放現(xiàn)行微地址存放現(xiàn)行微地址。3.3.工作過程工作過程 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR 取指微指令取指微指令（1 1）取機(jī)器指令（）取機(jī)器指令（“取指令取指令”微指令或微程序一般微指令或微程序一般存放在控存中第存放在控存中第0號(hào)單元或其它指定的單元號(hào)單元或其它指定的單元）CMCM取指取指微指令微指令I(lǐng)RIR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器 取指微指令取指微指

45、令微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列 IR微命令字段微命令字段譯碼器譯碼器控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器微命令微命令主存主存機(jī)器指令機(jī)器指令微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IRIR 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列（2 2）轉(zhuǎn)微程序入口）轉(zhuǎn)微程序入口IRIR操作碼操作碼微地址形微地址形成電路成電路入口入口ARAR微命令字段微命令字段CMCM首條微指令首條微指令 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR 取指微指令

46、取指微指令控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器 取指微指令取指微指令微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列 IR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列 微地址微地址形成電路形成電路 IR微地址寄存器微地址寄存器 微地址微地址形成電路形成電路控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器微地址寄存器微地址寄存器微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段（3 3）執(zhí)行首條微指令）執(zhí)行首條微指令控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器 譯碼器譯碼器IRIRIRIR譯碼器譯碼器微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段微命令序列微命令序列微命令微命令操作部件操作部件

47、微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR（4 4）取后續(xù)微指令）取后續(xù)微指令微地址字段微地址字段現(xiàn)行微地址現(xiàn)行微地址運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)微地址形微地址形成電路成電路微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 PSW微地址寄存器微地址寄存器 微地址微地址形成電路形成電路微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 PSW微地址寄存器微地址寄存器微地址寄存器微地址寄存器后續(xù)微地址后續(xù)微地址ARAR 微地址微地址形成電路形成電路控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CMCM后續(xù)微指令

48、后續(xù)微指令I(lǐng)RIR微地址寄存器微地址寄存器微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段（5 5）執(zhí)行后續(xù)微指令）執(zhí)行后續(xù)微指令同（同（3 3） 微地址微地址形成電路形成電路 IR PSW PC微地址寄存器微地址寄存器 AR控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM 譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段IR微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 PSW微地址寄存器微地址寄存器 微地址微地址形成電路形成電路微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段 PSW微地址寄存器微地址寄存器微地址寄存器微地址寄存器 微地址微地址形成電路形成電路微地址寄存器微地址寄存器微命令字段微命令字段

49、 微地址字段微地址字段（6 6）返回）返回微程序執(zhí)行完，返回微程序執(zhí)行完，返回CMCM ( (存放存放取指微指令取指微指令的的固定單元固定單元) )。1.1.微指令編碼方法微指令編碼方法（1 1）直接控制法（不譯法）直接控制法（不譯法）例例. .某微指令某微指令微命令按位給出。微命令按位給出。不需譯碼，產(chǎn)生微命令的速度快；信息的表示效率低。不需譯碼，產(chǎn)生微命令的速度快；信息的表示效率低。 C C0 0 R W R W1 1 11 1 1C C0=0=0 0 進(jìn)位初值為進(jìn)位初值為0 01 1 進(jìn)位初值為進(jìn)位初值為1 1R R= =0 0 不讀不讀1 1 讀讀0 0 不寫不寫1 1 寫寫W W=

50、=微指令中通常只有個(gè)別位采用直接控制法。微指令中通常只有個(gè)別位采用直接控制法。二、微指令編碼方式與微地址形成二、微指令編碼方式與微地址形成如果有如果有100100個(gè)微命令，微命令字段需要多少位？為了個(gè)微命令，微命令字段需要多少位？為了提高編碼效率，如何編碼？提高編碼效率，如何編碼？（2 2）分段直接編譯法）分段直接編譯法( (顯示編碼、單重定義顯示編碼、單重定義) )將微指令的控制字段分成若干將微指令的控制字段分成若干 “段段”每段經(jīng)譯碼后發(fā)出微命令（或控制信號(hào)）每段經(jīng)譯碼后發(fā)出微命令（或控制信號(hào)）微命令由字段編碼直接給出。微命令由字段編碼直接給出。每個(gè)字段中的命令是每個(gè)字段中的命令是 互斥互

51、斥 的的譯碼譯碼譯碼地址操作控制微命令縮短縮短了微指令了微指令 字長字長，增加增加 了譯碼了譯碼 時(shí)間時(shí)間微程序執(zhí)行速度較慢微程序執(zhí)行速度較慢（2 2）分段直接編譯法）分段直接編譯法( (顯示編碼、單重定義顯示編碼、單重定義) )）例例. .對(duì)加法器輸入端進(jìn)行控制。對(duì)加法器輸入端進(jìn)行控制。微命令由字段編碼直接給出。微命令由字段編碼直接給出。000 000 不發(fā)命令不發(fā)命令微指令中設(shè)置微指令中設(shè)置AIAI字段，控制字段，控制加法器的輸入選擇。加法器的輸入選擇。 加法器加法器 A BR、CD、ER、CD、FAIAI3010 C A010 C A100 F B100 F B001 R A001 R

52、A010 C A010 C A011 D B011 D B011 D B011 D B？微命令分組原則：微命令分組原則：同類操作中同類操作中互斥互斥的的微命令放同一字段。微命令放同一字段。不能同時(shí)出現(xiàn)不能同時(shí)出現(xiàn)CD操作唯一；操作唯一；加法器加法器A A輸入端的控制命令放輸入端的控制命令放AIAI字段，字段，B B輸入端的控制命令輸入端的控制命令放放BIBI字段。字段。 加法器加法器 A BR、CD、ER、CD、F000 000 不發(fā)命令不發(fā)命令010 C A010 C A100 E A100 E A001 R A001 R A011 D A011 D ACDAI BIAI BI3 3010

53、C A010 C A000 000 不發(fā)命令不發(fā)命令010 C B010 C B100 F B100 F B001 R B001 R B011 D B011 D B011 D B011 D BAIAI：BIBI： 一條微指令能同時(shí)一條微指令能同時(shí)提供若干微命令，便于組織各種操作。提供若干微命令，便于組織各種操作。 編碼較簡單；編碼較簡單；（3 3）分段間接編譯法）分段間接編譯法( (隱式編碼、多重定義隱式編碼、多重定義) ) 微命令由本字段編碼和其他字段解釋微命令由本字段編碼和其他字段解釋共同給出。共同給出。字段 1字段 2譯碼譯碼譯碼操作控制微命令字段 n 地址微命令（4 4）其他編碼方法）

54、其他編碼方法指令操作碼指令操作碼 （1 1）初始微地址的形成）初始微地址的形成 2. 微地址形成方式微地址形成方式微程序入口微程序入口 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移 1 1）一級(jí)功能轉(zhuǎn)移）一級(jí)功能轉(zhuǎn)移各操作碼的位置、位數(shù)固定，一次轉(zhuǎn)換成功。各操作碼的位置、位數(shù)固定，一次轉(zhuǎn)換成功。 入口地址入口地址= =頁號(hào)，操作碼頁號(hào)，操作碼 每條機(jī)器指令由一段微程序解釋執(zhí)行，每條機(jī)器指令由一段微程序解釋執(zhí)行，入口地址就是初始微地址。入口地址就是初始微地址。 每條機(jī)器指令都有取指操作，公用的每條機(jī)器指令都有取指操作，公用的“取指微程序取指微程序”實(shí)現(xiàn)取指操作。實(shí)現(xiàn)取指操作。1 1）取機(jī)器指令）取機(jī)器指令 0#0#單元或特

55、定的單元開始單元或特定的單元開始 2 2）功能轉(zhuǎn)移）功能轉(zhuǎn)移 例例. . 機(jī)器指令機(jī)器指令1 0F(8 0F(8位位) ) 入口地址入口地址= =00000FH 0FH CM機(jī)器指令機(jī)器指令2 10(8 10(8位位) ) 入口地址入口地址= =000010H 10H 000F000F00100010無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 微地址微地址1 1微地址微地址1 1微程序微程序1 1無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 微地址微地址2 2微地址微地址2 2微程序微程序2 2 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移0 0頁頁 為什么為什么000FH（或或0010H）不直接不直接作為微程序作為微程序1（微程序微程序2 ）的入口地址？

56、的入口地址？ 2 2）二級(jí)功能轉(zhuǎn)移）二級(jí)功能轉(zhuǎn)移各類指令操作碼的位置、位數(shù)不固定，各類指令操作碼的位置、位數(shù)不固定， 分類轉(zhuǎn)：分類轉(zhuǎn)： 需兩需兩次轉(zhuǎn)換。次轉(zhuǎn)換。 指令類型標(biāo)志指令類型標(biāo)志 區(qū)分指令類型區(qū)分指令類型 功能轉(zhuǎn)：功能轉(zhuǎn)： 指令操作碼指令操作碼 區(qū)分操作類型區(qū)分操作類型 例例. .某指令系統(tǒng)：某指令系統(tǒng)： 雙操作數(shù)指令的操作碼占雙操作數(shù)指令的操作碼占4 4位，其中位，其中高兩位為高兩位為0000，即，即雙雙操作數(shù)指令類型標(biāo)志；操作數(shù)指令類型標(biāo)志； 單操作數(shù)指令的操作碼占單操作數(shù)指令的操作碼占6 6位，其中位，其中高兩位為高兩位為0101，即，即單單操作數(shù)指令類型標(biāo)志。操作數(shù)指令類型標(biāo)志

57、。加法指令加法指令000001(401(4位位) ) CM減法指令減法指令000010(410(4位位) ) 無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 10000010000010000010000000010001無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 10001000 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移求補(bǔ)指令求補(bǔ)指令01011100(61100(6位位) ) (1K)(1K)分類轉(zhuǎn)移分類轉(zhuǎn)移給定入口高給定入口高6 6位位10000010000000100010無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 加法地址加法地址無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 減法地址減法地址分類轉(zhuǎn)移分類轉(zhuǎn)移給定入口高給定入口高4 4位位10001000011100011100無條件轉(zhuǎn)無條件轉(zhuǎn) 求補(bǔ)

58、地址求補(bǔ)地址加法地址加法地址加法微程序加法微程序 3 3）用可編程邏輯陣列）用可編程邏輯陣列PLAPLA實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)移入口地址入口地址 1 1 PLAPLA IR IR入口地址入口地址 2 2 順序：順序：現(xiàn)行微地址現(xiàn)行微地址+1+1。 跳步：跳步：現(xiàn)行微地址現(xiàn)行微地址+2+2。 無條件轉(zhuǎn)移：無條件轉(zhuǎn)移：現(xiàn)行微指令現(xiàn)行微指令給出轉(zhuǎn)移微地址。給出轉(zhuǎn)移微地址。 CMAA+1A+2BB條件轉(zhuǎn)移：條件轉(zhuǎn)移：現(xiàn)行微指令給現(xiàn)行微指令給出轉(zhuǎn)移微地址和轉(zhuǎn)移條件。出轉(zhuǎn)移微地址和轉(zhuǎn)移條件。 B 轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件 CC( (條件滿足條件滿足) )( (條件不滿足條件不滿足) )轉(zhuǎn)微子程序：轉(zhuǎn)微子程序：現(xiàn)行

59、微指令現(xiàn)行微指令給出微子程序入口。給出微子程序入口。 轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件 C DD微子程序微子程序返回微主程序：返回微主程序：現(xiàn)行微指現(xiàn)行微指令給出寄存器號(hào)。令給出寄存器號(hào)。 A+1RR（2 2）后續(xù)微地址的形成）后續(xù)微地址的形成 1 1）增量方式）增量方式以順序執(zhí)行為主，輔以各種以順序執(zhí)行為主，輔以各種常規(guī)轉(zhuǎn)移方式。常規(guī)轉(zhuǎn)移方式。 微指令微指令 給定后續(xù)微地址給定后續(xù)微地址高位部分高位部分 2 2）斷定方式）斷定方式 由直接給定和測試斷定相結(jié)合形成微地址。由直接給定和測試斷定相結(jié)合形成微地址。 給定部分給定部分 斷定條件斷定條件指明后續(xù)微地址低指明后續(xù)微地址低位部分的形成方式位部分的形成方式

60、例例1.1.微指令微指令 設(shè)微地址設(shè)微地址1010位，位，4 4個(gè)狀態(tài)觸發(fā)器個(gè)狀態(tài)觸發(fā)器T1T1T4T4，微程序可按它們的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。微程序可按它們的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。給定給定 D A B D A B 后續(xù)微地址后續(xù)微地址0000101000001010 D(8 D(8位位) A(2) A(2位位) B(2) B(2位位) )條件條件A A 低位地址低位地址 00 00 0 0 01 01 1 1 10 10 T1T1 11 11 T2T2B B 最低位地址最低位地址 00 00 0 0 01 01 1 1 10 10 T3T3 11 11 T4T40000 0101000010100000101001