微程序设计

目录

• • 一.基本介绍
  • • （1）微程序特点：
    • （2）微程序控制器工作原理
  • 二.单总线CPU微指令
  • • （1）结构
    • （2）具体实例
    • • 【1】取指令
      • 【2】LOAD指令
      • 【3】MOVE指令

一.基本介绍

（1）微程序特点：

是一种存储逻辑，设计简洁，价格低廉，速度慢，容易修改

将并发信 事先存储为微指令，使用时直接调用

一条MIPS指令对应多条微指令

状态等同于存储器地址

（2）微程序控制器工作原理

(1)用软件方法来设计硬件的技术
(2)将完成指令所需要的控制信 按格式编写成微指令，存放到控制存储器当中。
(3)流程：指令取指执行–>微程序的执行–>执行多条微指令–>依次生成控制信
(4)存储技术与程序设计相结合，回避复杂的同步时序逻辑设计

基本组成：

(1)控制存储器CM
用来存放微程序。
(2)微指令寄存器μIR
用来存放控制存储器中取得的微指令。
(3)微地址形成部件μAG
用来产生机器指令的首条微指令地址和后续地址。
(4)微地址寄存器μAR（μPC）
接收微地址形成部件送来的微地址。

一条微指令分为两个部分：

操作控制字段：为前22位，顾名思义是存储操作控制信 。它的每一位对应一个控制信 （微命令），也就是图上标出来的控制信 ，可以同时给出多个操作信

顺序控制字段：用来控制微程序的执行顺序。前两位为判别逻辑，如果判别逻辑为0那么下一条微指令地址从后4位的下址字段获取，否则按照约定规则生成

微程序由多条微指令组成，微指令的每一位又是一个微命令

一条微指令对应一个时钟周期，指令需要多少时钟周期就包括多少微指令

（2）具体实例

我们以前面提到的单总线CPU数据通路作为例子来构建它的微指令，可以先看 单总线结构CPU数据通路

【1】取指令

需要4个时钟周期，所以包含四条微指令

同样为4个周期，所以有四条微指令
（1）前三条指令就是按照我们的需要进行置位，如上图
（2）最后一条指令的下址地址为都为取指令地址，因为该指令已经执行完毕，需要重新进行取指令操作。

其他指令的微指令结构与上面类似，下面只给出MOVE指令的微指令！

【3】MOVE指令