第6章中央處理器(1)-控制器和微程序

第六章中央處理器6.1控制器的組成6.2微程序控制計算機(jī)的基本工作原理6.3微程序設(shè)計技術(shù)6.4硬布線控制的計算機(jī)6.5流水線工作原理6.6CPU舉例6.7計算機(jī)的供電本章教學(xué)內(nèi)容本章學(xué)習(xí)目標(biāo)從兩個方面來認(rèn)識CPU：CPU的結(jié)構(gòu)組成CPU如何工作計算機(jī)組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件

微處理器:運算器+控制器集成在一個芯片上，通常稱之為中央處理部件(CPU)。控制器的組成和功能:（6.1節(jié)）

協(xié)調(diào)并控制計算機(jī)的各個部件執(zhí)行程序的指令序列。

控制器分為微程序控制器（6.2節(jié)、6.3節(jié)）和硬布線控制器（6.4節(jié)）。機(jī)器加電和reset：（1）可以利用reset信號將某值(例如全“0”)置于程序計數(shù)器PC中，此即為開機(jī)后執(zhí)行的第一條指令的地址，也就是固定程序入口地址。（2）也可以直接在指令寄存器中置入一條無條件轉(zhuǎn)移指令(轉(zhuǎn)移到固定程序入口)，然后開始執(zhí)行程序。執(zhí)行程序： 固定程序:先對計算機(jī)各部件進(jìn)行測試，然后引導(dǎo)進(jìn)入操作系統(tǒng)環(huán)境，等候從鍵盤、鼠標(biāo)等送入的命令。(一般放在ROM中)

程序執(zhí)行過程：計算機(jī)從程序入口地址開始執(zhí)行該程序的指令序列，是不斷地取指令、分析指令和執(zhí)行指令這樣一個周而復(fù)始的過程。

當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址是放在控制器的程序計數(shù)器(PC)中的。停機(jī)和停電：（P129）

停機(jī)：一般停機(jī)時電壓任維持正常（晶振停振），寄存器與存儲器仍保持信息不變。重啟后從斷點處繼續(xù)執(zhí)行。

停電：寄存器與存儲器內(nèi)容消失，加電后產(chǎn)生的reset信號使機(jī)器從固定入口重新開始運行。

斷電觸發(fā)的中斷保護(hù)計算機(jī)的工作過程：

加電→產(chǎn)生reset信號→執(zhí)行程序→停機(jī)→停電6．1控制器的組成6.1.1控制器的功能

計算機(jī)對信息進(jìn)行處理(或計算)是通過程序的執(zhí)行而實現(xiàn)的，程序是完成某個確定算法的指令序列，要預(yù)先存放在存儲器中。控制器的作用:控制程序的執(zhí)行，它必須具有以下基本功能：

1．取指令

當(dāng)程序已在存儲器中時，首先根據(jù)程序入口取出第一條指令，為此要發(fā)出指令地址及控制信號。然后不斷取出第2，3，…條指令。

2．分析指令

或叫解釋指令、指令譯碼等。是對當(dāng)前取得的指令進(jìn)行分析，指出它要求作什么操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制命令，如果參與操作的數(shù)據(jù)在存儲器中，還需要形成操作數(shù)地址。

3．執(zhí)行指令

根據(jù)分析指令時產(chǎn)生的“操作命令”和“操作數(shù)地址”形成相應(yīng)的操作控制信號序列，通過CPU及輸入輸出設(shè)備的執(zhí)行，實現(xiàn)每條指令的功能，其中還包括對運算結(jié)果的處理以及下條指令地址的形成。

計算機(jī)不斷重復(fù)順序執(zhí)行上述三種基本操作：取指、分析、執(zhí)行；再取指、再分析、再執(zhí)行……，如此循環(huán)，直到遇到停機(jī)指令或外來的干預(yù)為止。

部件或設(shè)備發(fā)出：

(1)“中斷請求”信號待CPU執(zhí)行完當(dāng)前指令后，響應(yīng)該請求，中止當(dāng)前執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷程序。當(dāng)處理完畢后，再返回原程序繼續(xù)運行下去。

(2)DMA請求信號等CPU完成當(dāng)前機(jī)器周期操作后，暫停工作，讓出總線給I／O設(shè)備，在完成I／O設(shè)備與存儲器之間的傳送數(shù)據(jù)操作后，CPU從暫時中止的機(jī)器周期開始繼續(xù)執(zhí)行指令。4．控制程序和數(shù)據(jù)的輸入與結(jié)果輸出

根據(jù)程序的安排或人的干預(yù)，在適當(dāng)?shù)臅r候向輸入輸出設(shè)備發(fā)出一些相應(yīng)的命令來完成I／O功能，這實際上也是通過執(zhí)行程序來完成的。5．對異常情況和某些請求的處理6.1.2控制器的組成1．程序計數(shù)器(PC) 即指令地址寄存器。在某些計算機(jī)中用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址；而在另一些計算機(jī)中則用來存放即將要執(zhí)行的下一條指令地址；而在有指令預(yù)取功能的計算機(jī)中，一般還需要增加一個程序計數(shù)器用來存放下一條要取出的指令地址。2．指令寄存器（IR） 用以存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令，以便在指令執(zhí)行過程中，控制完成一條指令的全部功能。3．指令譯碼器或操作碼譯碼器（ID）

對指令寄存器中的操作碼進(jìn)行分析解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。

4．脈沖源及啟停線路（CLK） 脈沖源產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，作為整個機(jī)器的時鐘脈沖，是機(jī)器周期和工作脈沖的基準(zhǔn)信號。在機(jī)器剛加電時，還應(yīng)產(chǎn)生一個總清信號(reset)。 啟停線路保證可靠地送出或封鎖時鐘脈沖，控制時序信號的發(fā)生或停止，從而啟動機(jī)器工作或使之停機(jī)。5．時序控制信號形成部件（CON）

當(dāng)機(jī)器啟動后，在CLK時鐘作用下，根據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的需要，產(chǎn)生相應(yīng)的時序控制信號，并根據(jù)被控功能部件的反饋信號調(diào)整時序控制信號。

即指令地址寄存器。存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址或下一條指令地址。指令地址形成:(PC)+1->PC?；?轉(zhuǎn)移指令修改其內(nèi)容用以存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令對指令寄存器中的操作碼進(jìn)行分析解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。脈沖源產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號作為整個機(jī)器的時鐘脈沖，是機(jī)器周期和工作脈沖的基準(zhǔn)信號。根據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的需要，產(chǎn)生相應(yīng)的時序控制信號圖6.1控制器基本組成框圖1、控制器包括哪幾個組成部分，各個部分的功能是什么？2、控制器需要向哪些邏輯電路發(fā)送控制信號？各發(fā)送哪些控制信號？1.組成控制器的基本電路計算機(jī)中采用的電路，基本上分為兩種類型。

一類是具有記憶功能的觸發(fā)器以及由它組成的寄存器、計數(shù)器和存儲單元等。

一類是沒有記憶功能的門電路及由它組成的加法器、算術(shù)邏輯運算單元(ALU)和各種邏輯電路等。6.1.3指令執(zhí)行過程圖6.2記憶電路2．指令執(zhí)行過程舉例數(shù)據(jù)通路：控制器組成:圖6.1

運算器組成:圖6.4

中央處理器組成：圖6.6一條加法指令的執(zhí)行過程:指令格式:rs，rd，rs1為通用寄存器地址；imm(或disp)為立即數(shù)(或位移量)。加法指令功能：(rs)+[(rs1)+disp]->rd取指令計算地址取數(shù)運算送結(jié)果劃分機(jī)器周期的原則:總線不沖突.(時序圖)返回指令執(zhí)行圖6.1控制器基本組成框圖返回指令執(zhí)行圖6.4運算器框圖返回指令執(zhí)行返回指令執(zhí)行取指令:PC→ABW／R=0，M／IO=1；DB→IR；PC+1計算地址rsl→GR，(rsl)→ALU，disp→ALU；“+”；ALU→AR返回指令執(zhí)行返回指令執(zhí)行取數(shù):

AR→ABW／R=0M／IO=1DB→DR返回指令執(zhí)行運算送結(jié)果:

rs→GR(rs)→ALUDR→ALU“+”：rd→GRALU→rd置N，Z，V，C返回指令執(zhí)行取指令:PC→ABW／R=0，M／IO=1；DB→IR；PC+1計算地址rsl→GR，(rsl)→ALU，disp→ALU；“+”；ALU→AR取數(shù):

AR→ABW／R=0M／IO=1DB→DR運算送結(jié)果:

rs→GR(rs)→ALUDR→ALU“+”：rd→GRALU→rd置N，Z，V，C2)條件轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行過程指令功能：根據(jù)N，Z，V，C的狀態(tài)，決定是否轉(zhuǎn)換。如轉(zhuǎn)移條件成立，則轉(zhuǎn)移到本條指令所指定的地址，否則順序執(zhí)行下一條指令。

指令執(zhí)行步驟：

(1)從存儲器取指令，送入指令寄存器，并進(jìn)行操作碼譯碼。程序計數(shù)器加1，如不轉(zhuǎn)移，即為下一條要執(zhí)行的指令地址。本操作對所有指令都是相同的。

(2)如轉(zhuǎn)移條件成立，根據(jù)指令規(guī)定的尋址方式計算有效地址，轉(zhuǎn)移指令經(jīng)常采用相對尋址方式，此時轉(zhuǎn)移地址=PC+disp。此處PC是指本條指令的地址，而在上一機(jī)器周期已執(zhí)行PC+1操作，因此計算時應(yīng)取原PC值，或?qū)\算進(jìn)行適當(dāng)修正。最后將轉(zhuǎn)移地址送PC?？刂菩盘? PC→ALU disp→ALU

“+” ALU→PC其他指令的控制信號也按同樣方法分析，根據(jù)每條指令的功能確定所需的機(jī)器周期數(shù)，并得出每個機(jī)器周期所需要的控制信號，最后將所有的控制信號進(jìn)行綜合簡化?？刂破鞯墓δ芫褪前疵織l指令的要求產(chǎn)生所需的控制信號。因此在設(shè)計控制器時要求系統(tǒng)設(shè)計師提供一個完整的無二義性的指令系統(tǒng)說明書。

產(chǎn)生控制信號一般有微程序控制和硬布線控制兩種方法。6.2微程序控制計算機(jī)的基本工作原理6.2.1微程序控制的基本概念1.微操作(微命令)

實現(xiàn)一條指令的功能按一定次序執(zhí)行一系列基本操作，這些基本操作稱為~。微操作是指不可再分解的操作，進(jìn)行微操作需要相應(yīng)的控制信號(稱為微操作控制信號或微操作命令)

例如，前面講到的加法指令，分成四步(取指令、計算地址、取數(shù)、加法運算)完成，每一步實現(xiàn)若干個微操作。2.微指令

由同時發(fā)出的控制信號所執(zhí)行的一組微操作稱為微指令，它含控制命令(信號)與下一條執(zhí)行的微指令地址。

將一條機(jī)器指令分成若干條微指令，按次序執(zhí)行這些微指令，就可以實現(xiàn)指令的功能。3.微程序

執(zhí)行一條機(jī)器指令所對應(yīng)的多條微指令構(gòu)成一段微程序。

如：加法指令“addrd/rs，imm[rs1]”所對應(yīng)的微程序由以下四條微指令組成一段微程序：

取指微指令 計算有效地址微指令 取數(shù)微指令 運算微指令微程序段中各條微指令既可連續(xù)存儲、也可分散存儲。4、控制存儲器（CS：ControlStore）控制字段下一條微指令地址字段 控制存儲器的工作原理依據(jù)從內(nèi)存中讀取的指令的操作碼，找到與該條機(jī)器指令相對應(yīng)的一段微程序的入口地址，并按下址字段提供的微地址逐條從控制存儲器中讀出微指令，由控制字段提供的微命令控制計算機(jī)各功能部件工作（接收、輸出、執(zhí)行算術(shù)或邏輯運算）。執(zhí)行機(jī)器指令的實質(zhì)是什么？執(zhí)行一段微程序微程序←微指令←微操作（微命令）←控制信號微指令的格式存放所有微程序的存儲器。它可以用只讀存儲器實現(xiàn)。6.2.2實現(xiàn)微程序控制的基本原理1．控制信號返回控制信號

以執(zhí)行一條加法指令為例，它由四條微指令解釋執(zhí)行，一條微指令中的所有控制信號是同時發(fā)出的。每條微指令所需的控制信號如下：

(2)計算地址微指令

①取兩個源操作數(shù)(計算地址用)：

rsl→GR(8)，(rsl)→ALU(10)，disp→ALU(4)。②加法運算：“+”(13)。③有效地址送地址寄存器：ALU→AR(19)。(1)取指微指令

①指令地址送地址總線：PC→AB(1)②發(fā)訪存控制命令，ADS(21)，M／IO=1(22)，

W／R=0(23)。從存儲器取指令送數(shù)據(jù)總線。③指令送指令寄存器：DB→IR(5)④程序計數(shù)器+1：PC+1(3)

(3)取數(shù)微指令①數(shù)據(jù)地址送地址總線：AR→AB(20)。②發(fā)訪存控制命令：ADS(21)，M／IO(22)，W／R(23)。由存儲器將數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線DB。③數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)寄存器：DB→DR(6)(4)加法運算和送結(jié)果微指令

①兩源操作數(shù)送ALU：rs→GR(9)，(rs)→ALU(11)；DR→ALU(12)。②加法運算：“+”(13)③送結(jié)果；ALU→GR(17)微指令如何產(chǎn)生控制信號?

微指令最簡單的組成形式：

將每個控制信號用一個控制位來表示，當(dāng)該位為“1”時，定義為有控制信號，當(dāng)該位為“0”時，沒有控制信號。W/R(寫：1；讀：0)控制存儲器容量為4K字，則每條微指令還需要12位來表示下址?？刂拼鎯ζ鞯娜萘咳Q于實現(xiàn)指令系統(tǒng)所需的微程序長度。

圖6.7為加法指令的四條微指令編碼，每一小格表示一位(二進(jìn)制)，空格表示0，第24位到第35位為下址。假設(shè)四條微指令的地址如下：（取指微指令下址XXX為微程序入口地址）取指微指令：1000Q 計算有效地址微指令：1001Q（加法指令入口地址）取數(shù)微指令：1002Q 計算并存數(shù)微指令：1003Q圖6.7加法指令的微指令編碼微程序用流程圖來表示方框：表示微指令右下角的數(shù)字：表示下址上方的數(shù)字：微指令的地址圖6.8微程序流程圖舉例微程序控制器的基本工作原理：

當(dāng)指令取入IR中以后，根據(jù)操作碼進(jìn)行譯碼，得到相應(yīng)指令的第一條微指令的地址。指令譯碼部件可用只讀存儲器組成，將操作碼作為只讀存儲器的輸入地址，該單元的內(nèi)容即為相應(yīng)的微指令在控制存儲器中的地址。據(jù)根控制存儲器中的地址從控制存儲器取出微指令，并將它存放在微指令寄存器中?？刂谱侄胃魑坏妮敵鐾ㄟ^連接線直接與受控制的門相連，于是就提供了在本節(jié)所提出的控制信號。2．微程序控制器時序控制信號形成部件圖6.9微程序控制器簡化框圖3、時序信號及工作脈沖的形成分析(P126）圖6.10中輸出與輸入波形之間的關(guān)系結(jié)論：CLK2二分頻－－－得到CLKCLK二分頻－－－得到T1T1反相－－－得到T2時序圖兩個工作脈沖的疊加信號T2的末尾產(chǎn)生一個CP，用來保存計算結(jié)果或接收傳送的數(shù)據(jù)及指令等。T1的末尾產(chǎn)生另一個工作脈沖。4．電路配合中的常見問題1）電路延遲引起的波形畸變

圖6.11符合電路及波形F/F無延遲CLK無畸變F/F有延遲CLK有畸變圖6.12延遲引起的毛刺2）機(jī)器周期的確定

(1)機(jī)器周期應(yīng)大于等于一條微指令中執(zhí)行時間最長的微操作。主要考慮存儲器訪問時間和一次算術(shù)運算所需的時間。

(2)機(jī)器周期的延長如圖6.5，信號來自存儲器，若無信號時，CPU在將插入等待脈沖，延長一個或一個以上T2節(jié)拍信號，等待存儲器訪問的完成。圖6.13觸發(fā)器之間傳送信息的電路3）時鐘脈沖CLK和工作脈沖CP的標(biāo)準(zhǔn)性當(dāng)滿足cond條件時，才產(chǎn)生CP—B和CP-C信號。CP脈沖不受控制，總是作用在觸發(fā)器上，但當(dāng)條件不成立時，使觸發(fā)器處于保持狀態(tài),而當(dāng)條件成立時，接受新狀態(tài)。打入脈沖的同時性:在控制打入脈沖的機(jī)器中，總是盡量將CP信號送到控制門的最后一級。以免延遲造成失真和不同步。圖6.14CP脈沖在電路中的安排5.微程序控制計算機(jī)的工作過程簡單的總結(jié)1)機(jī)器加電后，首先由reset信號在PC內(nèi)置入開機(jī)后執(zhí)行的第一條指令的地址，同時在微指令寄存器內(nèi)置入一條“取指”微指令，并將其他一些有關(guān)的狀態(tài)位或寄存器置于初始狀態(tài)。當(dāng)電壓達(dá)到穩(wěn)定值后，自動啟動機(jī)器工作，產(chǎn)生節(jié)拍電位T1，T2和CP。2)機(jī)器開始執(zhí)行程序，不斷地取出指令、分析指令、執(zhí)行指令。程序可以存放在固定存儲器中，也可以利用一小段引導(dǎo)程序(在固存中)將要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)從外部設(shè)備調(diào)入主存。3)實現(xiàn)各條指令的微程序存放在微程序控制器中 當(dāng)前正在執(zhí)行的微指令從微程序控制器中取出后放在微指令寄存器中，由微指令的控制字段中的各位直接控制信息和數(shù)據(jù)的傳送，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)遇到停機(jī)指令或外來停機(jī)命令時，應(yīng)該待當(dāng)前這條指令執(zhí)行完再停機(jī)或至少在本機(jī)器周期結(jié)束時再停機(jī)。6.3微程序設(shè)計技術(shù)

在實際進(jìn)行微程序設(shè)計時，要考慮下面三個問題：(1)如何縮短微指令字長；(2)如何減少微程序長度；(3)如何提高微程序的執(zhí)行速度。

6.3.1微指令控制字段的編譯法微指令的編碼，就是對微指令的控制字段采用的表示方法。1．直接控制法(不譯碼法)操作控制字段中的每一位代表一個微命令。

“1”－有效，“0”－無效。優(yōu)點：簡單直觀，輸出直接用于控制缺點：微指令字較長，因而使控制存儲器容量較大。2．字段直接編譯法（使用較普遍）

微周期：是一條微指令所需的執(zhí)行時間。如果有若干個(一組)微命令，在每次選擇使用它們的微周期內(nèi)，只有一個微命令起作用，那么這若干個微命令是互斥的。選擇互斥的微命令入同組分組編碼，用微命令譯碼器譯碼控制。如：PC-G、ALU-G、R0-G、R1-G、R2-G

例：字段長度為3位時，最多只能表示7個互斥的微命令，通常代碼000表示不發(fā)微命令。字段長度n與所能表示的微命令數(shù)m的關(guān)系：m=2n-1優(yōu)點：縮短了微指令長度。代價：在微指令寄存器的輸出端，為該字段增加一個譯碼器，該譯碼器的輸出即為原來的微命令。圖6.16字段直接編譯法3、字段間接編譯法

如果在字段直接編譯法中，還規(guī)定一個字段的某些微命令，要兼由另一字段中的某些微命令來解釋，稱為字段間接編譯法。優(yōu)點：進(jìn)一步減少了指令長度。缺點：削弱微指令的并行控制能力。A受B控制，B發(fā)b1微命令時，字段A發(fā)出a1,1～a7,1中的一個微命令。B發(fā)b2微命令時，字段A發(fā)出a1,2～a7,2中的一個微命令。4.常數(shù)源字段供設(shè)計者在填寫微指令時作為要使用的常數(shù)E；參與其它控制字段的間接編碼。適用于擴(kuò)充定義零星、不常用的微操作。6.3.2微程序流的控制基本概念現(xiàn)行微指令:當(dāng)前正在執(zhí)行的微指令?，F(xiàn)行微地址:現(xiàn)行微指令所在的控制存儲器單元的地址。后繼微指令：下一條要執(zhí)行的微指令。后繼微地址：后繼微指令所在的控制存儲器單元地址。微程序流控制：當(dāng)前微指令執(zhí)行完畢后，產(chǎn)生后繼微指令的微地址的方法。1、增量與下址字段結(jié)合產(chǎn)生后繼微指令地址的方法

A）微程序入口：首條微指令，由專門硬件電路產(chǎn)生B）順序執(zhí)行：后繼微地址＝現(xiàn)行微地址＋1C）轉(zhuǎn)移：后繼微地址＝現(xiàn)行微地址＋轉(zhuǎn)移條件譯碼（相對轉(zhuǎn)移量）D）由操作碼產(chǎn)生后繼地址在圖中，μPC兼作控制存儲器的地址寄存器，輸入有四個來源。下址字段僅有兩位，其功能是選擇三個輸入源中的一個作為μPC的輸入，而微程序入口是由專門的硬件產(chǎn)生的，不受下址字段控制。優(yōu)點：可使微指令的下址字段很短，僅起選擇作用。缺點：微程序轉(zhuǎn)移很不靈活，使得微程序在控存中的物理空間分配相當(dāng)困難。產(chǎn)生后繼微地址的基本方式增量與下址字段結(jié)合產(chǎn)生后繼微地址微指令的下址字段分成兩部分：

轉(zhuǎn)移控制字段BCF和轉(zhuǎn)移地址字段BAF，

BCF控制轉(zhuǎn)移條件，BAF控制轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。當(dāng)條件成立時，微程序要轉(zhuǎn)移，將BAF送μPC，否則順序執(zhí)行下一條微指令(μPC+1)。執(zhí)行微程序條件轉(zhuǎn)移時，決定轉(zhuǎn)移與否的硬件條件有好幾種。由BCF定義的八個微命令見表6．2。BCF=0，順序執(zhí)行微命令，μPC+1為后繼微地址。BCF=4；測試循環(huán)微命令，假如CT≠0，表示需要繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)微命令，將循環(huán)人口微地址從BAF送μPC。假如CT=0，表示循環(huán)結(jié)束，后繼微地址為μPC+1。本條微命令同時完成CT-1操作。BCF=5，轉(zhuǎn)微子程序微命令，把微子程序入口地址從BAF送μPC，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移之前要把該條微指令的下一地址(μPC+1)送入返回寄存器RR之中。BCF=6，返回微命令，把RR中的返回微地址送入μPC，從而實現(xiàn)從微子程序返回到原來的微程序。BCF=7，操作碼產(chǎn)生后繼微地址的微命令，這是取指后，按現(xiàn)行指令執(zhí)行的第一條微指令。圖6.18“增量與下址字段”方式的原理圖BCF=1，條件轉(zhuǎn)移微命令，當(dāng)運算結(jié)果為0時，將BAF送μPC，否則μPC+l→μPCBCF=3，無條件轉(zhuǎn)移微命令，將BAF送μPC。BCF=2，條件轉(zhuǎn)移微命令，當(dāng)運算結(jié)果溢出時，將BAF送μPC，否則μPC+1→μPC

BAF的長度有兩種情況：①與μPC的位數(shù)相等；可以從控制存儲器的任一單元取微指令。

特點:轉(zhuǎn)移靈活，但增加了微指令的長度.②比μPC短；考慮到轉(zhuǎn)移點在μPC附近，或者在控制存儲器的某區(qū)域內(nèi)，所以由原來的μPC的若干位與BAF組合成轉(zhuǎn)移微地址。

特點:轉(zhuǎn)移地址受到限制，但可縮短微指令長度。

2.多路轉(zhuǎn)移方式

一條微指令存在多個轉(zhuǎn)移分支的情況稱為多路轉(zhuǎn)移。后繼微地址的產(chǎn)生條件：運算結(jié)果所置的標(biāo)志位N、Z、V、C等，計數(shù)器狀態(tài)，通據(jù)通路狀態(tài)。

例如:根據(jù)某些硬件狀態(tài)來決定后繼微地址。根據(jù)一種狀態(tài)(非0即1)來決定微地址可以有兩種情況，即兩路轉(zhuǎn)移；而根據(jù)兩種狀態(tài)來決定微地址可以有四種情況，即四路轉(zhuǎn)移。四路轉(zhuǎn)移涉及微地址的兩位，一般就定在微地址的最后兩位，也就是說當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)移微指令時，根據(jù)條件可轉(zhuǎn)移到四個微地址中的一個，這四個微地址的高位部分相等，僅是最低兩位不同。優(yōu)點:實現(xiàn)多路轉(zhuǎn)移可減少微程序的長度。

3.微中斷

微中斷與程序中斷的概念相似，當(dāng)某一條件滿足時，發(fā)出微中斷請求信號，CPU在完成現(xiàn)行指令的微程序后響應(yīng)該中斷請求，進(jìn)入微中斷處理程序。該微程序的入口地址（硬件產(chǎn)生）即為剛剛執(zhí)行的微程序的后繼微地址。

設(shè)計人員在進(jìn)行微程序設(shè)計時，已安排好微中斷處理程序在控制存儲器的位置，因此該微程序段的入口地址是已知的。當(dāng)CPU響應(yīng)微中斷請求時，由微中斷程序的入口地址。當(dāng)中斷處理完畢后，再返回到原來被中斷的程序。這也是產(chǎn)生后繼微地址的一種情況。微指令的格式大體上可分成兩類：水平型微指令和垂直型微指令。

1.水平型微指令特點:在一條微指令中定義并執(zhí)行多個并行操作微命令。一般格式為：

控制字段｜判別測試字段｜下地址字段

在實際應(yīng)用中，直接控制法、字段編譯法(直接、間接編譯法)經(jīng)常應(yīng)用在同一條水平型微指令中。從速度來看，直接控制法最快，字段編譯法要經(jīng)過譯碼，所以會增加一些延遲時間。6.3.3微指令的格式2.垂直型微指令

在微指令中設(shè)置有微操作碼字段，采用微操作碼編譯法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能，稱為垂直型微指令。微操作碼微操