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

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年提出的實質(zhì)是將程序設(shè)計技術(shù)和存儲技術(shù)想結(jié)合，用程序設(shè)計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月控制器的功能計算機的功能執(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地連續(xù)執(zhí)行指令再進(jìn)一步說，就是向計算機各功能部件提供協(xié)調(diào)運行每一個步驟所需要的控制信號。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特殊的存儲器中（稱為控制存儲器CM）。執(zhí)行該指令時，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)成控制信號序列的最小單位。例如：打開或關(guān)閉某個控制門，多路器選擇哪個輸入等。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：可以同時進(jìn)行的微操作?；コ獾奈⒉僮鳎翰荒芡瑫r進(jìn)行的微操作。微命令和微操作是一一對應(yīng)的。微命令是微操作的控制信號，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節(jié)拍中，安排許多微操作控制信號，如果每個微操作信號用一個獨立的二進(jìn)制信息碼表示，則這些二進(jìn)制的總和就組成了一個字。這個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。每一條機器指令都對應(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，是由計算機設(shè)計者事先編制好存放在控存中的，不提供給用戶。對于程序員說是透明的。程序是由機器指令組成，由軟件設(shè)計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。從控制存儲器讀取一條微指令到執(zhí)行完相應(yīng)的微操作所需時間的最大值