第十章 控制單元設(shè)計(jì)

第10章控制單元的設(shè)計(jì)10.1組合邏輯設(shè)計(jì)10.2微程序設(shè)計(jì)10.1組合邏輯設(shè)計(jì)一、組合邏輯控制單元框圖1.CU外特性IR節(jié)拍發(fā)生器CUT0T1Tn…CLK（機(jī)器主頻）…標(biāo)志012n-1…C0C1Cn操作碼譯碼n

位操作碼節(jié)拍發(fā)生器

2.節(jié)拍信號(hào)CLKT0T1T2T3時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期T0T1T2T3T0T1T2T3

二、微操作的節(jié)拍安排假設(shè)采用同步控制方式CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用非總線方式一個(gè)機(jī)器周期

內(nèi)有3個(gè)節(jié)拍（時(shí)鐘周期）PCIRACCU時(shí)鐘ALU………C1C2C5C9C0C10C3C7C4C6C12C11C8控制信號(hào)標(biāo)志控制信號(hào)

MDR

MAR

1.安排微操作時(shí)序的原則原則一微操作的先后順序不得隨意更改原則二

被控對(duì)象不同的微操作盡量安排在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)完成原則三占用時(shí)間較短的微操作盡量安排在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)完成并允許有先后順序2.取指周期

微操作的節(jié)拍安排PCMARM(MAR)MDRMDRIR(PC)+1PC原則二原則二原則三3.間址周期微操作的節(jié)拍安排M(MAR)MDRMDRAd(IR)T0T1T2T0T1T21ROP(IR)IDAd(IR)MAR1R4.執(zhí)行周期微操作的節(jié)拍安排①CLA②COM

③SHRT0T1T2T0T1T2T0T1T2AC0AC0L(AC)

R(AC)0ACACAC④CSL⑤STP⑥ADDX⑦STAXR(AC)

L(AC)AC0ACnT0T1T20

GT0T1T2T0T1T2T0T1T2Ad(IR)MARM(MAR)MDR(AC)+(MDR)ACAd(IR)MARACMDRMDRM(MAR)1R1W⑧LDAX⑨JMPX⑩BANXT0T1T2Ad(IR)MARM(MAR)MDRMDRACT0T1T2T0T1T2Ad(IR)PC1RA0?Ad(IR)+A0?

PCPC5.中斷周期微操作的節(jié)拍安排T0T1T20MARPCMDRMDRM(MAR)硬件關(guān)中斷向量地址PC中斷隱指令完成1W例10.1

設(shè)CPU中各部件及其相互連接關(guān)系如圖10.1所示。圖中W是寫控制標(biāo)志，R是讀控制標(biāo)志，R1和R2是暫存器。（1）假設(shè)要求在取指周期由ALU完成(PC)+1→PC的操作（即ALU可以對(duì)它的一個(gè)源操作數(shù)完成加1的運(yùn)算）。要求以最少的節(jié)拍寫出取指周期全部微操作命令及節(jié)拍安排。（2）寫出指令“ADD#α”（#為立即尋址特征，隱含的操作數(shù)在ACC中）在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。解:（1）由于(PC)+1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個(gè)源操作數(shù)，靠控制ALU做＋1運(yùn)算得到(PC)+1，結(jié)果送至與ALU輸出端相連的R2，然后再送至PC。

此題的關(guān)鍵是要考慮總線沖突的問(wèn)題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：

T0PC→Bus→MAR，1→R

；PC通過(guò)總線送MAR

T1M(MAR)→MDR，

(PC)→Bus→ALU+1→R2

；PC通過(guò)總線送ALU完成(PC)+1→R2

T2MDR→Bus→IR，

；MDR通過(guò)總線送IR

OP(IR)→微操作命令形成部件

T3R2→Bus→PC

；R2通過(guò)總線送PC

（2）立即尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：T0Ad(IR)→Bus→R1

；立即數(shù)→R1T1(ACC)+(R1)→ALU→R2

；ACC通過(guò)總線送ALUT2R2→Bus→ACC

；結(jié)果通過(guò)總線送ACC

例10.2

設(shè)CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10.1所示，且PC有自動(dòng)加1功能。此外還有B、C、D、E、H、L六個(gè)寄存器（圖中未畫），它們各自的輸入端和輸出端都與內(nèi)部總線Bus相連，并分別受控制信號(hào)控制。要求寫出完成下列指令組合邏輯控制單元所發(fā)出的微操作命令及節(jié)拍安排。（1）ADDB，C；(B)＋(C)→B

（2）SUBE，@H；(E)－((H))→E寄存器間接尋址（3）STA@mem；ACC→((mem))

存儲(chǔ)器間接尋址（1）完成“ADDB，C”指令所需的微操作命令及節(jié)拍安排取指周期

T0PC→Bus→MAR，1→R

T1M(MAR)→MDR，(PC)+1→PC

T2MDR→Bus→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件

執(zhí)行周期

T0C→Bus→R1T1(B)+(R1)→ALU→R2；B通過(guò)總線送ALU

T2R2→Bus→B（2）完成“SUBE，@H”指令所需的微操作命令及節(jié)拍安排取指周期

T0PC→Bus→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR，(PC)+1→PCT2MDR→Bus→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件

間址周期

T0H→Bus→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR

執(zhí)行周期

T0MDR→Bus→R1T1(E)－(R1)→ALU→R2；E通過(guò)總線送ALU

T2R2→Bus→E（3）完成“STA@mem”指令所需的微操作命令及節(jié)拍安排

取指周期

T0PC→Bus→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR，(PC)+1→PCT2MDR→Bus→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件

間址周期

T0Ad(IR)→Bus→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR

執(zhí)行周期

T0MDR→Bus→MAR，1→WT1ACC→Bus→MDRT2MDR→M(MAR)例10.3

設(shè)寄存器均為16位，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼Booth算法的運(yùn)算器框圖圖10.2所示。其中寄存器A、X最高2位A0、A1和X0、X1為符號(hào)位，寄存器Q0最高位Q0為符號(hào)位，最末位Q15為附加位。假設(shè)上條指令的運(yùn)行結(jié)果存于A（即為被乘數(shù)）中。（1）若CU為組合邏輯控制，且采用中央和局部控制相結(jié)合的辦法，寫出完成“MULα”（α為主存地址）指令的全部微操作命令及節(jié)拍安排。（2）指出哪些節(jié)拍屬于中央控制節(jié)拍，哪些節(jié)拍屬于局部控制節(jié)拍，局部控制最多需幾拍?0An+1n+2位加法器控制門0Xn+10Qn

n+1移位和加控制邏輯計(jì)數(shù)器CGM00,110110右移（1）取指階段

T0PC→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR，(PC)+1→PCT2MDR→IR，OP(IR)→ID執(zhí)行階段乘法開(kāi)始前要將被乘數(shù)由A→X，并將乘數(shù)從主存α單元取出送至Q寄存器。因Q15（最末位）為附加位，還必須0→Q15，并將A清0。上述這些操作可安排在中央控制節(jié)拍內(nèi)完成。乘法過(guò)程的重復(fù)加操作受Q寄存器末兩位Q14、Q15控制，重復(fù)移位操作在兩個(gè)串接的寄存器A//Q中完成，這兩種操作可安排在局部控制節(jié)拍內(nèi)完成。具體安排如下：

T0Ad(IR)→MAR，1→R，A→X

T1M(MAR)→MDR，0→Q15，0→A

T2MDR→Q0～14

（Q寄存器僅取一位符號(hào)位）

T0*

Q14Q15(A+X)+Q14Q15

（A+X+1)+Q14Q15A+Q14Q15A→A

T1*L(A//Q)→R(A//Q)（A//Q算術(shù)右移一位）

（2）中央控制節(jié)拍包括取指階段所有節(jié)拍和執(zhí)行階段的T0、T1、T23個(gè)節(jié)拍，完成取指令和取操作數(shù)及乘法運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作。局部控制節(jié)拍是執(zhí)行階段的T0*和T1*節(jié)拍，其中T0*為重復(fù)加操作，受Q寄存器末兩位Q14Q15控制，最多執(zhí)行15次；T1*為移位操作，共執(zhí)行14次。T2T1T0FE取指JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信號(hào)狀態(tài)條件節(jié)拍工作周期標(biāo)記PCMAR1RM(MAR)MDR(PC)+1PCMDRIROP(IR)ID1IND1EXII1111111111111111111111111111111111111111111111三、組合邏輯設(shè)計(jì)步驟1.列出操作時(shí)間表T2T1T0

IND間址JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信號(hào)狀態(tài)條件節(jié)拍工作周期標(biāo)記Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRMDRAd(IR)1EXIND11111111111111111111T2T1T0EX執(zhí)行JMPLDASTAADDCOMCLA微操作命令信號(hào)狀態(tài)條件節(jié)拍工作周期標(biāo)記Ad(IR)MAR1RM(MAR)MDRACMDR(AC)+(MDR)ACMDRM(MAR)MDRAC0AC1W11111111111112.寫出微操作命令的最簡(jiǎn)表達(dá)式=FE·T1

+IND·T1(ADD+STA+LDA+JMP+BAN)+EX·T1(ADD+LDA)M(MAR)MDR=T1{FE+

IND(ADD+STA+LDA+JMP+BAN)+EX(ADD+LDA)}3.畫出邏輯圖特點(diǎn)

思路清晰，簡(jiǎn)單明了

龐雜，調(diào)試?yán)щy，修改困難

速度快&&&11&&&&&≥1FEINDEXLDAADDJMPBANSTAT1M(MAR)MDR（RISC）&&CU采用組合邏輯設(shè)計(jì)，因微操作控制信號(hào)全部由硬件產(chǎn)生，所以速度快，可用于構(gòu)成高速的RISC機(jī)和巨型機(jī)。它的缺點(diǎn)：（1）邏輯實(shí)現(xiàn)復(fù)雜（2）不易擴(kuò)展和修改。采用微程序設(shè)計(jì)方法可克服上述缺點(diǎn)。它是利用程序設(shè)計(jì)及存儲(chǔ)邏輯的概念，稱為微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。它解決了設(shè)計(jì)的規(guī)整性問(wèn)題，它將不規(guī)則的微操作命令變成了有規(guī)律的微程序，使控制單元的設(shè)計(jì)更科學(xué)合理。存儲(chǔ)邏輯又解決了不可修改問(wèn)題，簡(jiǎn)化了控制器的設(shè)計(jì)任務(wù)，即不易出錯(cuò)成本又較低；缺點(diǎn)是操作速度比較低。10.2微程序設(shè)計(jì)一、微程序設(shè)計(jì)思想的產(chǎn)生1951英國(guó)劍橋大學(xué)教授Wilkes完成一條機(jī)器指令微操作命令1微操作命令2微操作命令n…微指令110100000微指令n微程序00010010存儲(chǔ)邏輯一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序…存入ROM1、微程序控制概念一條指令的處理包含許多微操作序列這些操作可以歸結(jié)為信息傳遞、運(yùn)算將這些操作所需要的控制信號(hào)以多條微指令表示執(zhí)行一條微指令就給出一組微操作控制信號(hào)執(zhí)行一條指令也就是執(zhí)行一段由多條微指令組成的微程序二、微程序控制單元框圖及工作原理程序微指令微程序微程序控制器——基本概念程序機(jī)器指令1機(jī)器指令2機(jī)器指令i機(jī)器指令n……..………微指令2微指令1微指令i微指令n……..……..微程序2.機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微程序M+1MM+2P+1KK+2PP+2K+1…取指周期微程序?qū)?yīng)LDA操作的微程序?qū)?yīng)STA操作的微程序間址周期微程序中斷周期微程序3.微程序控制單元的基本框圖

微地址

形成部件順序邏輯CMAR地址譯碼控制存儲(chǔ)器標(biāo)志CLK下地址CMDR至CPU內(nèi)部和系統(tǒng)總線的控制信號(hào)

OPIR順序控制操作控制微指令基本格式M+1MM+2P+1KK+2PP+2K+1…取指周期

微程序?qū)?yīng)

LDA操作的微程序?qū)?yīng)STA

操作的微程序間址周期

微程序中斷周期

微程序M+1M+2P+1P+2K+1K+2MM轉(zhuǎn)執(zhí)行周期微程序…轉(zhuǎn)取指周期微程序…×××4.工作原理LDAXADDYSTAZ主存STP用戶程序控存M+1MM+2P+1QQ+2PP+2Q+1…取指周期

微程序?qū)?yīng)

LDA操作的微程序?qū)?yīng)ADD

操作的微程序Q+1Q+2MM+1M+2P+1P+2M………對(duì)應(yīng)STA操作的微程序K+1K+2MKK+2K+1×××(1)取指周期

①將取指周期微程序首地址M→CMAR; ②取第一條微指令，CM(CMAR)→CMDR;

③產(chǎn)生微操作命令，PC

→MAR,1→R;

④形成下一條微指令地址，M+1→CMAR;

⑤取第二條微指令，CM(CMAR)→CMDR;

⑥產(chǎn)生微操作命令,M(MAR)

→MDR,(PC)+1→PC; ⑦形成下一條微指令地址，M+2→CMAR;如此進(jìn)行下去，至到取出最后一條微指令并發(fā)出微操作命令,此時(shí)，LDAX指令取至IR。…

(2)執(zhí)行周期

①形成LDAX指令微程序首地址P→CMAR; ②取第一條微指令，CM(CMAR)→CMDR;

③產(chǎn)生微操作命令，Ad(IR)→MAR,1→R;

④形成下一條微指令地址，P+1→CMAR;

⑤取第二條微指令，CM(CMAR)→CMDR;

⑥產(chǎn)生微操作命令，M(MAR)→MDR; ⑦形成下一條微指令地址，P+2→CMAR;

如此進(jìn)行下去，至到取出最后一條微指令并發(fā)出微操作命令,此時(shí)，LDAX指令執(zhí)行結(jié)束?！?/p>

如此循環(huán)取指周期和執(zhí)行周期，至到執(zhí)行完STP指令，此程序運(yùn)行結(jié)束。

三、微命令的編碼方式

主要解決微指令的操作控制字段的格式安排，常用的方法主要有三種。

1.直接編碼方式

思想：微操作控制字段的每一位表示一個(gè)微命令，0表示無(wú)效，1表示有效。

示意圖：

特點(diǎn)：簡(jiǎn)單直觀，速度快，但微指令字長(zhǎng)較長(zhǎng)，適用于結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的機(jī)器。順序控制字段…微操作控制信號(hào)思想：將微操作控制字段分為若干小字段，把一組互斥微命令組織在一起，用一個(gè)小字段編碼表示，將相容的微命令安排在不同字段內(nèi)。在某一時(shí)刻，每個(gè)字段通過(guò)譯碼產(chǎn)生一條微命令，不同字段可以發(fā)出多條微命令。能有效壓縮微指令的長(zhǎng)度，但由于譯碼稍影響速度注意：為每個(gè)字段分配編碼時(shí)，應(yīng)考慮無(wú)操作的情況，即n位通常僅能安排2n-1個(gè)微命令。2.字段直接編碼方式

微操作（微命令）間的關(guān)系：相容和互斥。相容：能同時(shí)（并行）執(zhí)行的微操作；

互斥：不能同時(shí)執(zhí)行的微操作。

譯碼…譯碼…譯碼…下地址操作控制控制信號(hào)3.字段間接編碼方式…字段1…字段2譯碼譯碼譯碼…操作控制控制信號(hào)…字段n下地址……控制信號(hào)隱式編碼這種方式一個(gè)字段的某些微命令還需要由另個(gè)一個(gè)字段中的某些微命令來(lái)解釋，由于不是靠字段直接譯碼發(fā)出微命令，故稱為字段間接編碼，又稱隱式編碼。4.混合編碼方式

當(dāng)分段直接編碼方式中某些小字段的位數(shù)少到只有一位時(shí)，就可認(rèn)為是直接編碼方式和字段直接編碼方式的混合編碼方式。特點(diǎn)：可改善分段直接編碼方式的靈活性和執(zhí)行速度。

例10.4

某機(jī)的微指令格式中，共有8個(gè)控制字段，每個(gè)字段可分別激活5、8、3、16、1、7、25、4種控制信號(hào)。分別采用直接編碼和字段直接編碼方式設(shè)計(jì)微指令的操作控制字段，并說(shuō)明兩種方式的操作控制字段各取幾位。

解：（1）采用直接編碼方式，微指令的操作控制字段的總位數(shù)等于控制信號(hào)數(shù)。即

5+8+3+16+1+7+25+4=69

（2）采用字段直接編碼方式，需要的控制位少。根據(jù)題目給出的10個(gè)控制字段及各段可激活的控制信號(hào)數(shù)，再加上每個(gè)控制字段至少要留一個(gè)碼字表示不激活任何一條控制線，即微指令的8個(gè)控制字段分別需給出6、9、4、17、2、8、26、5種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)3、4、2、5、1、3、5、3位。故微指令的操作控制字段的總位數(shù)為：

3+4+2+5+1+3+5+3=26

四、微指令序列地址的形成1.直接由微指令的下地址字段

指出2.根據(jù)機(jī)器指令的操作碼

形成3.增量計(jì)數(shù)器4.分支轉(zhuǎn)移(CMAR)+1CMAR轉(zhuǎn)移地址操作控制字段

轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移方式指明判別條件轉(zhuǎn)移地址指明轉(zhuǎn)移成功后的去向5.通過(guò)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)6.由硬件產(chǎn)生微程序入口地址第一條微指令地址由專門硬件產(chǎn)生中斷周期由硬件產(chǎn)生中斷周期微程序首地址非測(cè)試地址h測(cè)試地址l測(cè)試網(wǎng)絡(luò)……測(cè)試源微指令地址CMDR操作控制順序控制HL7.后續(xù)微指令地址形成方式原理圖地址選擇+1CMAR地址譯碼下地址轉(zhuǎn)移方式CMDR控制存儲(chǔ)器…控制信號(hào)

分支

邏輯…標(biāo)志微程序入口OPIR

微地址

形成部件

多路選擇⑴水平型微指令：一次能定義并執(zhí)行多個(gè)并行操作微命令的微指令，叫做水平型微指令?；咎卣鳎何⒅噶钭州^長(zhǎng)一條微指令能控制數(shù)據(jù)通路中多個(gè)功能部件并行操作。微命令的編碼簡(jiǎn)單，盡可能使微命令與控制門之間具有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。格式如下：控制字段判別測(cè)試字段下地址字段五、微指令格式⑵垂直型微指令：在微指令中設(shè)置微操作碼字段，采用為操作碼編譯法，由操作碼規(guī)定為微指令的功能，在一條微指令中只有一、兩個(gè)微操作命令稱為垂直型微指令?；咎卣鳎何⒅噶钭侄?。微指令的并行操作能力有限，一條微指令只能控制數(shù)據(jù)通路中的一、兩個(gè)信息傳送。微指令編碼比較復(fù)雜，全部微命令組成一個(gè)微操作碼字段，經(jīng)過(guò)完全譯碼，微指令的各個(gè)二進(jìn)制位與數(shù)據(jù)通路的各個(gè)控制點(diǎn)之間完全不存在直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。000原寄存器目的寄存器其他001左輸入源編址右輸入源編址ALU010寄存器編址存儲(chǔ)器編址讀寫其他011測(cè)試條件寄存器數(shù)據(jù)傳送型運(yùn)算控制型訪問(wèn)主存型條件轉(zhuǎn)移型（3）水平型與垂直型微指令比較水平型微指令并行操作能力強(qiáng)，效率高，靈活性強(qiáng)水平型微指令執(zhí)行一條指令的時(shí)間短由水平型微指令指令的微程序，有微指令字較長(zhǎng)，微程序短，垂直型號(hào)字長(zhǎng)短，微程序長(zhǎng)。水平型不便于用戶掌握，垂直型與指令相似，易于掌握。例10.5

某微程序控制器中，采用水平型直接控制（編碼）方式的微指令格式，后續(xù)微指令地址由微指令的下地址字段給出。已知機(jī)器共有28個(gè)微命令，6個(gè)互斥的可判定的外部條件，控制存儲(chǔ)器的容量為512×40位。試設(shè)計(jì)其微指令格式，并說(shuō)明理由。

解：水平型微指令由操作控制字段，判別測(cè)試字段和下地址字段三部分構(gòu)成。因?yàn)槲⒅噶畈捎弥苯涌刂疲ň幋a）方式，所以其操作控制字段的位數(shù)等于微命令數(shù)，為28位。又由于后續(xù)微指令地址由下地址字段給出，故其下地址字段的位數(shù)可根據(jù)控制存儲(chǔ)器的容量（512×40位）定為9位。當(dāng)微程序出現(xiàn)分支時(shí)，后續(xù)微指令地址的形成取決于狀態(tài)條件，6個(gè)互斥的可判定外部條件，可以編碼成3位狀態(tài)位。非分支時(shí)的后續(xù)微指令地址由微指令的下地址字段直接給出。

例10.6

某機(jī)共有52個(gè)微操作控制信號(hào)，構(gòu)成5個(gè)相斥類的微命令組，各組分別包含5、8、2、15、22個(gè)微命令。已知可判定的外部條件有兩個(gè)，微指令字長(zhǎng)28位。（1）按水平型微指令格式設(shè)計(jì)微指令，要求微指令的下地址字段直接給出后續(xù)微指令地址。（2）指出控制存儲(chǔ)器的容量。（1）根據(jù)5個(gè)相斥類的微命令組，各組分別包含5、8、2、15、22個(gè)微命令，考慮到每組必須增加一種不發(fā)命令的情況，條件測(cè)試字段應(yīng)包含一種不轉(zhuǎn)移的情況，則5個(gè)控制字段分別需給出6、9、3、16、23種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)3、4、2、4、5位（共18位），條件測(cè)試字段取2位。根據(jù)微指令字長(zhǎng)為28位，則下地址字段取28－18－2=8位，其微指令格式如圖（2）根據(jù)下地址字段為8位，微指令字長(zhǎng)為28位，得控制存儲(chǔ)器的容量為256×28位。六、靜態(tài)微程序設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)靜態(tài)微程序無(wú)須改變，采用ROM動(dòng)態(tài)通過(guò)改變微指令

和微程序

改變機(jī)器指令，有利于仿真，采用

EPROM七、毫微程序設(shè)計(jì)1.毫微程序設(shè)計(jì)的基本概念微程序設(shè)計(jì)

用微程序解釋機(jī)器指令毫微程序設(shè)計(jì)

用毫微程序解釋微程序毫微指令與微指令

的關(guān)系好比微指令與機(jī)器指令

的關(guān)系2.

毫微程序控制存儲(chǔ)器的基本組成

控制存儲(chǔ)器（微程序）CMAR1MOPOP轉(zhuǎn)移地址垂直型微指令I(lǐng)R+1CMDR1CMAR2

控制存儲(chǔ)器（毫微程序）水平型微指令…控制信號(hào)CMDR2八、串行微程序控制和并行微程序控制取第i+1

條微指令執(zhí)行第

i

條微指令取第

i

條微指令執(zhí)行第i+1

條微指令執(zhí)行第i

條微指令取第i

條微指令取第i+1條微指令執(zhí)行第i+1

條微指令取第i+2

條微指令執(zhí)行第i+2

條微指令串行

微程序控制并行

微程序控制還需考慮如何讀出這3條微指令?1.寫出對(duì)應(yīng)機(jī)器指令的微操作及節(jié)拍安排假設(shè)CPU結(jié)構(gòu)與組合邏輯相同(1)取指階段微操作分析T0T1T2PCMARM(MAR)MDR(PC)+1PCMDRIROP(IR)

微地址形成部件九、微程序設(shè)計(jì)舉例1R若一個(gè)T

內(nèi)安排一條微指令則取指操作需3條微指令3條微指令A(yù)d(CMDR)CMAROP(IR)

微地址形成部件

CMAR(2)取指階段的微操作及節(jié)拍安排考慮到需要形成后續(xù)微指令的地址T0T1T2T3T4T51R(PC)+1PCOP(IR)微地址形成部件MARPCCMARAd(CMDR)MDRM(MAR)CMARAd(CMDR)IRMDRCMAROP(IR)微地址形成部件(3)執(zhí)行階段的微操作及節(jié)拍安排考慮到需形成后續(xù)微指令的地址取指微程序的入口地址M由微指令下地址字段指出?非訪存指令①CLA指令T0T1②COM指令T0T1Ad(CMDR)CMARACACCMARAd(CMDR)AC0④CSL指令T0T1⑤STP指令T1Ad(CMDR)CMARAC0ACnT0CMARAd(CMDR)G0L(AC)R(AC)③SHR指令T0T1AC0AC0R(AC)L(AC)CMARAd(CMDR)?訪存指令⑥ADD指令T0T1T2T3T4T5Ad(IR)MARAd(CMDR)CMARM(MAR)MDRAd(CMDR)CMAR(AC)+(MDR)ACAd(CMDR)CMAR1R⑦STA指令T0T1T2T3T4T5Ad(IR)MARAd(CMDR)CMARACMDRAd(CMDR)CMARMDRM(MAR)Ad(CMDR)CMAR1W⑧LDA指令T0T1T2T3T4T5Ad(IR)MARAd(CMDR)CMARM(MAR)MDRAd(CMDR)CMARMDRACAd(CMDR)