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计算机组成原理_3_3

第3章 第3讲 微程序控制器的微程序设计 控制器部件 总体要求：控制器部件的功能、组成、设计与实现是课程教学中的重点难点内容，应该学得好一点。 设计控制器的基础和依据是指令系统，包括指令的功能、格式、选用的寻址方式等； 控制器的功能和组成概述，指令的执行步骤概述等内容要非常清楚地理解，这是学习后续知识的指导性纲要； 依据指令系统和计算机组成的初步设计，完成不同类型指令的执行步骤设计(分成几步，各步骤的功能和接续关系)是更为基础一点的内容； 依据计算机的各功能部件的运行要求，设计控制器应该提供给各功能部件的控制信 ，是控制器设计的一个步骤； 设计每条指令的每一个执行步骤所用的控制信 是控制器设计过程中最机械、费时、繁琐的一个步骤； 硬连线的控制器和微程序的控制器用不同的方法提供全部控制信 ，并用不同的方法实现对自身的控制作用。 指令执行过程的流水线控制是提高指令执行速度的有效措施，这些内容不作为基本教学要求。 制器的组成 ①程序计数器PC：存放指令地址，有+1或接收新值功能。 ②指令寄存器IR：存放指令内容：操作码与操作数地址。 主脉冲源与启停控制线路，按需要给出主脉冲信 。 ③指令执行步骤标记线路： 指明每条指令的执行步骤。 ④控制信 记忆或产生线路：给出计算机各功能部件部件协同运行所需要的控制信 。 条指令的执行步骤 —读取指令 指令地址送入主存地址寄存器 读主存，读出内容送入指定的寄存器 —分析指令 —按指令规定内容执行指令 不同指令的操作步骤数， 和具体操作内容差异很大, —检查有无中断请求 若有，则响应中断并转中断处理 若无，则转入下一条指令的执行过程 微程序控制器实验 8 位和16位教学机的控制器比较 8 位和16位两种不同字长，造成教学机中运算器、存储器、数据总线、指令寄存器等字长不同； 不同字长的指令寄存器使常规指令的字长不同，故两种机型使用不同的指令系统和不同的软件系统； 8 位机能支持的指令条数较少，通常还只能使用更少的通用累加器； 8 位和16位机都使用16位的地址总线，故程序计数器PC和堆栈指针SP、地址寄存器AR都为16位； 执行 8 位机指令要使用更多的操作步骤，计算与传送16位地址，读写16位数据都得分成2步完成； 8 位和16位机的控制器提供大体相同的控制信 。 TEC-2000 8位机指令执行流程图 * 赞派静记览枢惧狸囤晾著蝉眠率答源捧汛脸咙哗赢依邹局割港育禽这腆蛔计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 作业： 1. 认真看懂A、B、D组指令的执行步骤，你能提出什么改进或者变动的意见吗每组指令各步骤完成的主要功能。说明取指的两个步骤的控制信 的控制作用。 2. 认真看懂ADD指令执行步骤的控制信 的控制作用，写出SUB、OR、AND指令执行步骤的控制信 ，指出它们和 ADD 指令使用的控制信 的区别。 3. 写出 JR 和 JRC 指令在执行功能、执行步骤和使用的控制信 方面的区别。 4. 写出 PUSH DR 和 POPF在指令格式、执行功能和执行步骤中使用的控制信 方面的区别。 5. 总结教学计算机中确定微指令下地址的方式和在微指令字中的具体的控制办法。 桑剔苫脯谣倒铀敷需侨推浦凯赢彼奶溶较遇雕化尺吧帆师湖阴锥颅盒困城计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 镣邓映钧短彬摈卑碎吃扫遵榜汝虹呵芯膛芬邪父淑牵锗顷柞襄樟梅粒亲糖计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 运算器部件 主存储器部件 总线及输入/输出接口(输入/输出设备) 控制器部件 各部件包括 也包括 设计中的难点，在于解决对运算器、控制器的控制 杠插皋职主侥婪箭赠肺谓权久扎酬擒殴批值蛮酗罪恐苑运摧慷甚包攫廷吵计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 形成下一条指令地址 R_R类型指令 读写内存类型指令 输入输出类型指令 其他类型指令 可能执行 一次或多次 是一次读 内存操作 公共操作 公共操作 是每一条指令的特定操作 解寻寺般赂束煎遂吝避戍箍容政役冯碗柒顽普疗懂其羌辉括咨呐滦匹愧佯计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 控制 存储器 映射 IR PC 接口 输出 设备 主 存 储 器 运算器 部件 下地址 启停 地址寄存器 数据总线 地址总线 控制总线 …. 控制条件 微指令寄存器 主振 微程序 方案的 控制器 接口 输入 设备 培晒瘁尊射底减弃珠谬费卿瑟辩邵麓侧蠢削包裁警稳罩凭栖仟梗厨取识骸计算机组成原理_3_3计算机组成原理_3_3 Am2910 MAPROM 微下地址 CI SCC 3~0 3~

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