微程序控制器基本概念

1第1頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要一、微程序控制的基本概念二、微程序控制器原理及工作流程三、微指令及編碼四、微程序設(shè)計(jì)

2第2頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月CPU3第3頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本概念微程序控制的概念：英國劍橋大學(xué)的M.V.Wilkes教授于1951年提出的實(shí)質(zhì)是將程序設(shè)計(jì)技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)想結(jié)合，用程序設(shè)計(jì)的思想方法來組織操作控制邏輯4第4頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月控制器的功能計(jì)算機(jī)的功能執(zhí)行程序程序是依次排列起來的指令代碼控制器的功能在于：正確地分步完成每一條指令規(guī)定的功能正確且自動(dòng)地連續(xù)執(zhí)行指令再進(jìn)一步說，就是向計(jì)算機(jī)各功能部件提供協(xié)調(diào)運(yùn)行每一個(gè)步驟所需要的控制信號(hào)。5第5頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理1.基本思想用微指令字來代替組合邏輯控制器中的微操作控制信號(hào)的產(chǎn)生。例：用“1”表示進(jìn)行相應(yīng)的微操作，“0”表示不進(jìn)行操作，則圖中的微指令字所對(duì)應(yīng)的微操作集合為：

{PC+4，讀指令}（假設(shè)其他各位都是0）6第6頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理把在一條指令的執(zhí)行過程中各節(jié)拍要進(jìn)行的微操作集合都用一個(gè)微指令字來表示，然后把他們按節(jié)拍的先后順序存放到一個(gè)特殊的存儲(chǔ)器中（稱為控制存儲(chǔ)器CM）。執(zhí)行該指令時(shí)，按順序依次讀出微指令字。7第7頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理2.幾個(gè)基本概念

微命令和微操作微命令：控制部件向執(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。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。微操作：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。分為兩種：相容的微操作：可以同時(shí)進(jìn)行的微操作?；コ獾奈⒉僮鳎翰荒芡瑫r(shí)進(jìn)行的微操作。微命令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的。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。8第8頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理控制字在每個(gè)節(jié)拍中，安排許多微操作控制信號(hào)，如果每個(gè)微操作信號(hào)用一個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制信息碼表示，則這些二進(jìn)制的總和就組成了一個(gè)字。這個(gè)表征微操作控制要求的字稱為：控制字微地址一條指令的控制序列存放在控存中，為了讀取這些控制字，給每個(gè)存放控制字的單元賦予“地址”，稱為：微地址

9第9頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理微指令和微程序微指令：用來產(chǎn)生微控制信號(hào)的二進(jìn)制編碼字。用于控制完成一組微操作。也就是具有微地址的控制字。微程序：一序列微指令構(gòu)成的有序集合。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。微指令的格式：微操作碼微地址碼10第10頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理微程序和程序的不同：微程序是由微指令組成，是由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者事先編制好存放在控存中的，不提供給用戶。對(duì)于程序員說是透明的。程序是由機(jī)器指令組成，由軟件設(shè)計(jì)者編好放在主存或輔存中。11第11頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月微程序控制的基本原理微指令周期微指令周期：微程序控制器的工作周期。從控制存儲(chǔ)器讀取一條微指令到執(zhí)行完相應(yīng)的微操作所需時(shí)間的最大值