简答微程序控制器与硬布线控制器和微程序控制器在控制信号的给出方式、对微指令的控制执行方式及时序信号体制方面的不同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-05-19 10:15 标签： 硬布线控制器和微程序控制器

第七章 控制器 7.1 控制器的组成及指囹的执行 7.2 控制方式和时序的产生 7.3 微程序控制器 7.4 微程序控制器及其微程序设计举例 7.5 硬布线控制器和微程序控制器 7.6 流水线的基本原理 7.7 Pentium Ⅱ CPU 本章小結 作业 7.3 微程序控制器 一、基本概念 二、微程序控制器的基本工作原理 三、微程序控制器的组成 四、微程序控制原理举例 五、微程序设计技術 一、 基本概念 微操作：指令执行时必须完成的基本操作例如，PC→ARPC+1→ PC，RAM→IR 微命令：是组成微指令的最小单位，也就是控制微操作实現的控制信号一般用于控制数据通路上门的打开/关闭，或者功能选择 微指令：是一组微命令的集合，用于完成一个功能相对完整的操莋 微程序：微指令的有序集合，用于实现机器指令的功能 一、 基本概念 控制存储器：简称控存，用于存放所有指令的微程序其中一個存储单元存放一条微指令。一般为ROM 微地址：微指令在控存中的地址。 微周期：指从控存中取出并执行一条微指令所需要的时间一般與一个机器周期相当。 二、微程序控制器的基本工作原理 一条机器指令由一段微程序来解释实现 微程序控制的计算机工作过程： 三、微程序控制器的组成 微程序控制器的组成框图 微程序控制器的构成部件 控制存储器:简称控存、CM，用于存放微程序一般由ROM构成。 微地址寄存器:存放要访问的控存中的微指令的地址又称μAR 、CMAR。 微指令寄存器:存放从控存中读出的微指令本身又称μIR。其控制字段用于产生微操作控制信号其下址则送至微地址形成电路，产生下一条微指令的地址 微地址形成电路:用于产生下一条微指令的地址。包含了指令译码器 微程序控制器中ID的作用是将指令寄存器中的操作码OP转换成该指令的微程序入口地址。 四、微程序控制原理举例 （一）模型计算机系统结構 （二）模型计算机数据通路 （三）模型计算机控制信号 （四）微指令格式 （五）微程序设计举例 （一）模型计算机系统结构 （二）模型計算机数据通路 1、存储器读操作：分成两步： 送地址到总线并打入地址寄存器AR； 发送存储器读信号M-R# =0，启动存储器读操作并将读出的数據从总线上接收至目的部件（例如某通用寄存器或者暂存器DA1、DA2）。 例如：取指令操作 PC→ARPC+1； 发送M-R# =0 ，并RAM→IR （二）模型计算机数据通路 2、存儲器写操作：分成两步： 送地址到总线，并打入地址寄存器AR； 送数据到总线并发送存储器写信号M-W# =0，启动存储器写操作 3、运算器的运算操作：分成三步： 送第一个数据到总线，并打入ALU暂存器DA1/DA2 送第二个数据到总线且打入ALU暂存器DA2/DA1 发送运算器功能选择信号S3～S0、M、Ci，控制ALU进行某種运算并打开ALU输出三态门(ALU-B#=0)，将总线上运算结果送目的部件 （三）模型计算机控制信号 （三）模型计算机控制信号 （四）微指令格式 微指令的控制字段28位，一位表示一个微命令 微指令的下址字段指出下一条微指令的地址，该模型机的控制存储器地址是7位表示最多有128个單元，每个单元（28+7=35位） （五）微程序设计举例 微程序设计步骤： 根据数据通路，写出每条指令的执行过程画出微程序流程图。 写出每條微指令所发出的微操作控制信号 按照微指令格式，编写每条微指令的代码 对照指令的执行流程图，分配微指令的地址 将写好的微指囹按分配好的微地址装入控制存储器 （五）微程序设计举例 假设存放在存储器中的二条指令内容为： 1、指令执行过程 ADD R0, 06H 取指令： M1 (送存储器哋址)：PC?AR, PC+1 M2 (读存储器，指令译码)： MEM? IR,J1# 执行指令： M3（取源操作数－送地址）：PC?AR, PC+1 M4（取源操作数－读）：MEM? DA1 3、指令的微程序代码：JMP 4、为微指令分配微地址 伍、微程序设计技术 采用微程序设计的目的： 缩短微指令字长； 减少控制存储器的容量； 微程序的执行速度； 易于微指令的修改； 增加微程序设计的灵活性 微指令由两部分构成： 控制字段：指出微指令的功能，表示要发送的微命令 下址字段：


微程序控制器与硬布线控制器和微程序控制器相比较,除在微操作控制信号的形成上有较大的区别,其他没有本质的区别微程序控制器的控制功能是在存放微程序存储器和存放当前正在执行的微指令的寄存器直接控制下实现的，而硬布线控制器和微程序控制器的控制功能则由逻辑门组合实现

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微程序控制器的执行速度较硬布線控制器和微程序控制器的速度慢但内部结构较规整，易扩充修改

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