第四講教學計算機的微程序控制器

第四講教學計算機的微程序控制器第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二每條指令的執(zhí)行步驟—讀取指令

指令地址(在程序計數器PC中)送入主存地址寄存器讀主存，讀出內容送入指令寄存器IR—分析指令—按指令規(guī)定內容執(zhí)行指令不同指令的操作步驟數，和具體操作內容差異很大,

—檢查有無中斷請求若有，則響應中斷并轉中斷處理若無，則轉入下一條指令的執(zhí)行過程形成下一條指令地址R_R類型指令讀寫內存類型指令輸入輸出類型指令其他類型指令

可能執(zhí)行一次或多次可以復合

是一次讀內存操作公共操作公共操作是每一條指令的特定操作第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入設備輸出設備主存儲器控制總線041278BD2091CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A4809CFBAC008008073041第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二四、教學計算機的微程序控制器

（1）指令執(zhí)行步驟與信息流動圖示部分典型指令的執(zhí)行過程舉例：8000401ADDr0,r1;加法指令8012090MOVr9,r0;傳送指令

3409MOV[807],r9;寫內存指令,這是一條雙字指令,0807;

第二個字中的807是直接地址

A480IN80;讀串行口數據到R0低8位

9CFBJRC,800;若C為1轉移到800,否則順序執(zhí)行

AC00RET;子程序返回指令其他一些指令與這里的幾條指令有相當多的共同特性，屬于同一組的指令的執(zhí)行步驟非常類似。第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入/出設備主存儲器控制總線041278BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC003041800807800801

0401

0401

4275

4275

ARPC讀內存，IR讀出內容R0

R0+R1PCPC+1+ADDR0,R1第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入/出設備主存儲器控制總線041278BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC004725801807801802

2090

2090

4275

4275

AR

PC讀內存，IR讀出內容R9R0+0PCPC+10+MOVR9,R0第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入設備主存儲器控制總線040178BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R94275操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC00304180280780208073409803803080780478BD04725ARPC，PCPC+1讀內存，IR讀出內容讀內存，AR讀出內容ARPC，PCPC+1寫內存,數據總線R9+04725+MOV[807],R9第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入/出設備主存儲器控制總線041278BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC003041804807804805

A080

A080

A

ARPC讀內存，IR讀出內容讀設備，R0讀出內容PCPC+1

80

ARI/OportIN80第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入/出設備主存儲器控制總線041278BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC00A805807805806

98FE

98FB

IP，ARPC若C=1,則PCIP+offset讀內存，IR

讀出內容PCPC+1否則順序執(zhí)行

805

800806JRC,800第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二程序計數器運算器控制器控制存儲器用于運算器輸入/出設備控制總線041278BD2090CZVS接口.PCARIR數據總線地址總線ALU乘商寄存器66881234R9操作數地址操作碼寄存器組映射地址寄存器指令寄存器微程序定序器主振脈沖微指令寄存器下地址字段內容80034090807A48098FBAC00A806807806

FF0

AC00

IP，ARPC讀內存，IR

讀出內容PCPC+1讀內存,PCMEM807RET

ARSP

FF0

FF1SPSP+1

A00堆棧FF0單元存A00AC00第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二讀取指令①ARPC（注）

②讀主存，IR讀出內容PCPC+1

③由操作碼找微地址，讀控存執(zhí)行指令④ALUR0ALUR1執(zhí)行+R0ALU，記憶結果特征結束，判中斷(2)指令執(zhí)行步驟簡單的文字描述

加法指令ADDR0，R1

形成下條指令地址第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二寄存器內容傳送指令

MOVR9，R0讀取指令①ARPC（注）

②讀主存，IR讀出內容PCPC+1

③由操作碼找微地址，讀控存執(zhí)行指令④ALU0ALUR0執(zhí)行+R9ALU結束，判中斷形成下條指令地址第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二寫寄存器內容到主存

MOV[807]，R9讀取指令①

ARPC

②

讀主存，IR

讀出內容

PCPC+1

③

由操作碼找微地址,讀控存執(zhí)行指令④

ARPC，

PCPC+1

⑤

讀主存，AR

讀出內容

⑥寫主存,總線

ALU，

ALU0,ALUR9

，+結束，判中斷（地址807存在指令的第二個字中）（注）形成下條指令地址第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二輸入指令IN80形成下條指令地址讀取指令①ARPC（注）

②讀主存，IR讀出內容PCPC+1

③由操作碼找微地址,讀控存執(zhí)行指令④ARI/OPort⑤讀外設，ALU讀出數據ALU0執(zhí)行+R0ALU結束，判中斷形成下條指令地址第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二相對轉移指令JRC,800讀取指令①ARPC（注）

②讀主存，IR讀出內容PCPC+1

③由操作碼找微地址,讀控存執(zhí)行指令④若c=1則： ALUIPALUoffset（IR低字節(jié)）二者相加，結果送PC

否則，順序執(zhí)行結束，判中斷形成下條指令地址第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二子程序返回指令RET讀取指令①

ARPC

②

讀主存，IR

讀出內容

PCPC+1

③

由操作碼找微地址,讀控存執(zhí)行指令④

ARSPSPSP+1

⑤

讀主存,PC讀出內容結束，判中斷形成下條指令地址第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期二

PC0

ARPCPCPC+1IR(AR)

/MAP寄存器之間運算與傳送

AR地址

AR地址讀寫內存

ARPC

AR地址

判轉移條件讀寫內存/IO

PC地址讀寫內存