計算機原理 6 10 微程式控制器

2022-06-23 12:21:11 字數 1718 閱讀 3671

1、微程式控制器基本思想

硬佈線:同步邏輯、繁、快、貴、難改

一條指令多個時鐘週期

乙個時鐘週期乙個狀態

乙個狀態對應一組併發訊號

微程式:儲存邏輯、簡、慢、廉、易改

將併發訊號事先儲存為微指令

一條指令對應多條微指令

狀態等同於

儲存器位址

2、微程式控制器工作原理

微程式是利用軟體方法來設計硬體的技術

將完成指令所需的控制訊號按格式編寫成微指令,存放到控制儲存器

一條機器指令對應一段微程式(多條微指令)

指令取指執行--》微程式的執行---》執行多條微指令--》依次生成控制訊號

儲存技術和程式設計相結合,迴避複雜的同步時序邏輯設計

3、單匯流排結構cpu

主要部件都連線在匯流排上

各部件間通過匯流排進行傳輸

4、單匯流排cpu微指令構造

操作控制字段:儲存操作控制訊號

每一位對應乙個控制訊號,也稱微命令,可同時給出多個操作訊號

順序控制字段:用於控制微程式的執行順序

5、程式、微程式、指令、微指令對應關係

5、微程式控制器組成原理框圖(下址字段)

指令暫存器ir是微程式控制器的最基本的輸入,它將指令的操作碼送到乙個位址轉移邏輯中,生成不同指令的微程式入口位址,每一條指令完成取指令以後,要進入到不同的執行狀態,或者說要進入到不同的微程式入口位址,有了入口位址之後,再經過乙個多路選擇器進行選擇,有可能是走不同指令的入口位址,也有可能是直接由微指令字的下址字段給出來的下址部分,到底要走哪個,由判別欄位來選擇,判別欄位為1的時候,則走微程式入口位址,判別欄位為零,則執行下一條微指令,得到正確的微位址後,送入到乙個微位址暫存器中,微位址暫存器受時鐘控制,每來乙個時鐘,對應的微位址暫存器就會重新更新位址,通過微位址暫存器,微位址輸入到控制儲存器(控存),控制儲存器是用來儲存微程式的,所以控制儲存器得到乙個微位址後,就會得到一條微指令,將微指令進行解析,一部分用來形成下址字段,一部分形成判別字段,一部分形成微操作控制字段,微操作控制欄位會產生操作控制訊號,這些訊號會送到對應的功能部件,這些訊號不需要執行,只需要連線到對應控制部件的控制執行點就可以了。、

整個框架系統初始化上電的時候r,μar初始值為0,這代表我們最開始需要訪問的是零號儲存單元的微指令,而系統一上電之後,就應該進入取機器指令,執行機器指令的迴圈,所以第一條微指令一定對應取指微程式的第一條微指令,

6、微程式優勢與劣勢

速度慢   訪存頻繁、成本低廉

設計規整,設計簡單,易於修改、擴充套件指令系統功能

硬佈線控制器執行速度快,但設計複雜,代價昂貴,不便於修改,

計算機原理

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