1、微操作控制部件微操作控制部件留意：留意： 每個微操作命令都是一個邏輯電路的每個微操作命令都是一個邏輯電路的輸出。所以，微操作命令發生器就是一個輸出。所以，微操作命令發生器就是一個龐大的組合邏輯電路。龐大的組合邏輯電路。C0C1C2CnT0T1T2TkI0I1Im微操作控制信號微操作控制信號 Ci = F( Ij ,Tk ,Sl ) Ci = F( Ij ,Tk ,Sl )S0S1SL1.1.設計過程設計過程 (2) (2)將各條指令在不同將各條指令在不同cpucpu周期的不同節拍中產周期的不同節拍中產生的同一微操作信號集中到一同構成一個邏輯生的同一微操作信號集中到一同構成一個邏輯表達式。表達式

2、。 (3) (3)將同一微操作出現的全部地方和條件進展將同一微操作出現的全部地方和條件進展化簡，求出最簡的邏輯表達式。化簡，求出最簡的邏輯表達式。 (1) (1)根據硬件的構造圖寫出每條指令的操作流根據硬件的構造圖寫出每條指令的操作流程并分解成微操作序列。程并分解成微操作序列。模型機構造圖模型機構造圖微命令微命令發生器發生器PC MARRD MPC+1 PCMDR IR指 令 譯 碼IR(ADR) MARIR(ADR) MARIR(ADR) MARIR(ADR) MARLDASTAANDADDIR(ADR) PCJMPAC ACCOMRD MRD MWE MRD MAC MDR讀 出 操 作讀

3、 出 操 作讀 出 操 作寫 入 操 作AC+MDR ACAC MDR ACMDR BUS ACJMPZZF=1?IR(ADR) PCNY0 啟 停 邏 輯HALTPCMARRD MPC+1PCMDRIRIR(ADR)MARADDRD M讀出操作AC+MDRAC指令譯碼M1M2T1T1T2T2T3T3T4T4LDAR(C16)RD M(C13)PC+1(C17)LDDR(C14)LDIR(C15)LDAR(C16)RD M(C13)LDDR(C14)指令譯碼DRX(C8)R1 Y(C5)“+ (C10)LDR1(C1)uI1uI2uI300H82H34HADD指令操作流程圖指令操作流程圖ADD

4、指令微程序流程圖指令微程序流程圖RD M = M1T2+M2T2(LDA+ADD+AND)LDPC = M2(T1JMP+T3JZZF=1)DRX = M2T4(LDA+ADD+AND)LDAR = M1T1+M2T1(LDA+STA+ADD+AND)可以產生所需的微操作控制信號。可以產生所需的微操作控制信號。.ADD R1ADD R1，R2R2 INC R1.主存儲器主存儲器控控制制存存儲儲器器 機器指令對應的微程序機器指令對應的微程序( (微指令微指令) ). 微地址微地址 構成部件構成部件順序邏輯順序邏輯uMAR地址譯碼地址譯碼控制存儲器控制存儲器標志標志CLK至至 CPU 內部和系統總

5、線的控制信號內部和系統總線的控制信號 OPIR控制信號控制信號下地址下地址微指令根本格式微指令根本格式 uIR下地址下地址M+1MM+2P+1KK+2PP+2K+1取指周期取指周期 微程序微程序對應對應 LDA 操作的微程序操作的微程序對應對應 STA 操作的微程序操作的微程序間址周期間址周期 微程序微程序中斷周期中斷周期 微程序微程序M+1M+2P+1P+2K+1K+2MM轉執行周期微程序轉執行周期微程序轉取指周期微程序轉取指周期微程序控存控存M+1MM+2P+1QQ+2PP+2Q+1取指周期取指周期 微程序微程序對應對應 LDA 操操作的微程序作的微程序對應對應 ADD 操操作的微程序作的

6、微程序Q+1Q+2MM+1M+2P+1P+2M對應對應 STA 操操作的微程序作的微程序K+1K+2MKK+2K+1LDA XADD YSTA Z主存主存STP用戶程序用戶程序(a) 取指階段取指階段M uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令構成下條微指令地址構成下條微指令地址Ad (uMDR ) uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令Ad (uMDR ) uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令M + 1M + 2PC MAR1 RM ( MAR ) MDR( PC ) + 1 PCMDR IR0 0 1 0

7、0 0 0M + 21 0 0 0 0 1M+1M0 1 0 0 1 0M+2M + 1構成下條微指令地址構成下條微指令地址執行取指微程序執行取指微程序(b) 執行階段執行階段CM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令Ad (uMDR ) uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令Ad (uMDR ) uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令OP ( IR ) 微地址構成部件微地址構成部件 uMAR( P uMAR )Ad (uMDR ) uMARAd ( IR ) MAR1 RM ( MAR ) MDRMDR AC0 0 0

8、0 0 0 1 0P + 2 M執行執行 LDA 微程序微程序 構成下條微指令地址構成下條微指令地址 P + 1構成下條微指令地址構成下條微指令地址 P + 2構成下條微指令地址構成下條微指令地址 M( M uMAR )0 1 0 0 0P+2P + 10 0 0 1 0 0 1P+1P(c) 取指階段取指階段PC MAR1 R1 0 0 0 0 1M+1M全部微指令存在全部微指令存在 CM 中，程序執行過程中中，程序執行過程中 只需讀出只需讀出關鍵關鍵 微指令的微指令的 操作控制字段如何構成微操作命令操作控制字段如何構成微操作命令 微指令的微指令的 后繼地址如何構成后繼地址如何構成執行取指微

9、程序執行取指微程序M uMARCM (uMAR ) uMDR由由 uMDR 發命令發命令構成下條微指令地址構成下條微指令地址M + 1下地址下地址控制部分控制部分1Ia微命令信號bdchgfeji微指令I2I34II5I87I6I X X X X X X X X1Ia微 命 令 信 號bdchgfeji微 指 令I2I34II5I87I6I0000 0000 無操作無操作 0001 0001 A A 0010 0010 B B 0011 0011 C C 0100 A0100 AX X 0101 A0101 AY Y0110 B0110 BX X0111 B0111 BY Y CX CX100

10、1 CY1001 CY1010 1010 “+ +1011 1011 “& &1100 1100 “- - 微指令的下地址字段微指令的下地址字段232位位801032位位執行取指執行取指微程序微程序IROPMAPROM進展地址映射進展地址映射微程序的微程序的入口地址入口地址讀出第一條讀出第一條微指令并用微指令并用于控制各部于控制各部件的操作件的操作地址字段地址字段控制取下控制取下條微指令條微指令如此循環，如此循環，直到最后一直到最后一條微指令條微指令執行判中執行判中斷微程序斷微程序完成一條完成一條機器指令機器指令開開場場P207 微命令字段 判別測試字段 下地址字段問微指令中的

11、三個字段分別是多少位？問微指令中的三個字段分別是多少位？Am2910MAPROM CI30scc30微下微下地址地址SCC Gal指令操作碼指令操作碼微指令轉移微指令轉移的控制條件的控制條件/CCMRW I20 I87I6 I53 A30B30 SST20 SSHSCI10 DC2 DC1CP/G讀命令讀命令運算器運算器23位位內存或內存或I/O讀寫讀寫3位位 公用存放器操作公用存放器操作3位位 內部數據總線來源內部數據總線來源3位位 /MIO /MIO0 0：有內存和串口讀寫，：有內存和串口讀寫，1 1：無：無 REQ REQ 0 0：讀寫內存，：讀寫內存，1 1：讀寫串行口：讀寫串行口 /WE /WE 0000：寫操作，：寫操作， 1 1：讀操作：讀操作0000 寫內存寫內存0011 讀內存讀內存0100 寫串口寫串口0111 讀串口讀串口10X 無內存和串口的讀寫操作無內存和串口的讀寫操作11X 特殊用法，寫控存特殊用法，寫控存微程序流的控制微程序流的控制CCCCPLPLMAPPLPLVECTPLPLPLPLPLPL完成功能完成功能R/CR/C內內容容R/CR/C操作操作使能信號使能信號 Y Y輸出輸出堆棧堆棧Y Y輸出輸出堆棧堆棧0