1、計算機組成原理The Principle of Computer（2007年3月）1第6章 控制系統與CPU6.1控制器概述6.2控制器的控制方式與時序系統6.3CPU的總體結構6.4模型機的總體結構6.5組合邏輯控制器設計6.6微程序控制器設計6.7流水線處理技術6.8CPU舉例6.1控制器概述控制器是計算機的指揮和控制中心6.1.1指令執行的基本步驟6.1.2控制器的基本功能6.1.3控制器的組成6.1.4控制器的組成方式1.取指令2.分析指令（1）產生操作控制電位（2）形成操作數的有效地址，以進行存/取，或形成轉移地址以實現程序轉移3.執行指令6.1.1指令執行的基本步驟開始取指令，PC

2、增量PC尋址？計算地址轉移指令？取操作數執行指令，保存結果異常/中斷？轉去處理執行轉移轉向地址PCNNNYYY指令執行的一般流程分析指令程序控制原理 1、編程 2、送主存（通過輸入設備） 3、機器工作時，是按一定的序列逐條取出指令，分析指令，執行指令，并自動轉到下一條指令執行，直到程序規定的任務完成。 4、程序控制由控制器承擔，程序執行由運算器和外部設備具體負責，程序存儲由存儲器完成。6.1.1指令執行的基本步驟1.控制指令的正確執行（1）指令流出控制：取指令（PC）MAR，Read（MDR） IR（2）分析指令：指令譯碼器ID分析確定操作性質，判明尋址方式并形成操作數的有效地址EA（3）執行

3、：根據分析的結果和形成的EA產生相應的操作控制信號序列，控制相應部件完成操作（4）指令流向控制：下一條指令地址的形成控制（PC）=本條指令的（PC）+本條指令字長 （PC）=轉移的目標地址（或子程序入口地址，或中斷服務程序入口地址）6.1.2控制器的基本功能2.控制程序和數據的輸入及結果的輸出3.異常情況、特殊請求的檢測和處理：中斷6.1.2控制器的基本功能輸入設備主存儲器輔助存儲器輸出設備運算器控制器輸入輸出程序原始數據運算結果指令數據線控制信號線6.1.3 控制器的組成去內存取指令或取數據對各功能部件產生控制PSR地址形成部件時序部件指令譯碼器PC微操作信號產生器.控制器基本結構O P 尋

4、址方式 ACALUDBABGRI/O狀態信息IRDB啟停電路控制臺脈沖源到MAR或ALU中斷控制邏輯中斷源MAR增量MDR1.指令部件指令部件應包括程序計數器(PC)、指令寄存器(IR)、指令譯碼器（ID）、程序狀態寄存器（PSR）和地址形成部件等5個部分。（1）程序計數器PC：指令地址寄存器，用來指出在內存中存放的將要取的指令的單元地址。傳送指令地址給MAR。（2）指令寄存器IR：指令寄存器用來存放現行指令的代碼。從MDR接收指令。（3）指令譯碼器ID：操作碼譯碼器，用以產生操作性質的控制電位，并將其送到微操作（一條指令的執行過程可以分解為若干簡單的基本操作，稱為微操作）控制線路上，在時序部

5、件定時信號作用下，產生具體的控制操作信號。（4）地址形成部件：根據尋址方式的不同，用來形成操作數有效地址的功能部件。6.1.3 控制器的組成（5）程序狀態字寄存器(PSR)存放程序狀態字PSW，用來表征當前運算的狀態及程序的工作方式。如MCS-51單片機的PSWCYACFORS1RS0OVPCY（PSW.7）進位標志位。 AC（PSW.6）輔助進位（或稱半進位）標志。 FO（PSW.5）由用戶定義的標志位。 RS1（PSW.4）、 RS0（PSW.3）工作寄存器組選擇位。 OV（PSW.2）溢出標志位。 由硬件置位或清零。 6.1.3 控制器的組成2.時序控制部件時序控制部件就是用來產生各部件

6、進行微操作所需要的定時控制信號的部件，保證各個微操作的執行順序。（1）脈沖源：利用晶體振蕩器產生一定頻率的主時鐘脈沖（主頻）。（2）啟停電路：控制機器工作的啟動和停止（3）時序信號發生器：產生機器所需的時序信號，以控制有關部件在不同的時間完成不同的微操作。6.1.3 控制器的組成3.微操作控制信號形成部件 （1）微操作是指計算機中最基本的操作 （2）微操作控制邏輯，用來產生機器所需的全部的微操作信號。微操作控制邏輯的作用是把操作碼譯碼器輸出的控制電位，時序信號以及各種控制條件進行組合，按一定時間順序產生并發出一系列微操作控制信號，以完成指令規定的全部操作。4.中斷控制邏輯：用來控制中斷處理的硬

7、件邏輯。5.控制臺：實現人-機通信6.1.3 控制器的組成6.1.4 控制器的組成方式微操作控制信號形成部件是控制器的核心，其產生信號的方式有三種：(1) 常規組合邏輯型(或稱隨機邏輯法)分立元件時代的產物；方法是按邏輯代數的運算規則，以組合電路最小化為原則，用邏輯門電路實現；速度快。不規整，可靠性低，不易修改和擴充，造價高。(2)存儲邏輯型（微程序控制邏輯法）將程序設計的思想方法引入控制器的控制邏輯；將各種操作控制信號以編碼信息字的形式存入控制存儲器中（CM）；一條機器指令對應一道微程序，機器指令執行的過程就是微程序執行的過程。(3) 組合邏輯和存儲邏輯結合型（可編程邏輯陣列(PLA)法）與

8、組合邏輯型本質相同，工藝不同；用大規模集成電路(LSI)來實現。6.2控制器的控制方式與時序系統6.2.1控制方式6.2.2時序系統如何形成控制不同微操作序列的時序控制信號的方法，稱為控制器的控制方式。控制方式通常分為同步控制方式、異步控制方式、同異步聯合控制方式三類。1.同步控制方式又稱為固定時序控制方式或無應答控制方式。任何指令的執行或指令中每個微操作的執行都受事先安排好的時序信號的控制。每個周期狀態中產生統一數目的節拍電位及時標工作脈沖。以最復雜（微操作序列最長，執行時間最長）指令的實現需要為基準。優點：設計簡單，操作控制容易實現。缺點：效率低。6.2.1 控制方式2.異步控制方式可變時

9、序控制方式或應答控制方式。執行一條指令需要多少節拍，不作統一的規定，而是根據每條指令的具體情況而定，需要多少，控制器就產生多少時標信號。特點：每一條指令執行完畢后都必須向控制時序部件發回一個回答信號，控制器收到回答信號后，才開始下一條指令的執行。優點：指令的運行效率高；缺點：控制線路比較復雜。異步工作方式一般采用兩條定時控制線來實現。我們把這兩條線稱為“請求”線和“回答”線。當系統中兩個部件A和B進行數據交換時，若A發出“請求”信號，則必須有B的“回答”信號進行應答，這次操作才是有效的，否則無效。6.2.1 控制方式3.同步，異步聯合控制方式同步控制和異步控制相結合的方式即聯合控制方式，區別對

10、待不同指令。一般的設計思想是，在功能部件內部采用同步式，而在功能部件之間采用異步式，并且在硬件實現允許的情況下，盡可能多地采用異步控制。6.2.1 控制方式1. 概念時序部件：計算機的機內時鐘。它用其產生的周期狀態，節拍電位及時標脈沖去對指令周期進行時間劃分，刻度和標定。指令周期：在計算機中從指令的讀取到指令的執行完成，執行一條指令所需要的時間，稱為指令周期。指令周期通常由若干個CPU周期-取指周期、取數周期、執行周期、中斷周期等來表示，CPU周期也稱為機器周期，在每個機器周期完成一個基本操作。由于CPU內部的操作速度較快，而CPU訪問一次內存所花的時間較長，通常用存儲周期為基礎來規定CPU周

11、期。6.2.2 時序系統2.三級時序信號周期 （1） 在一個控制階段內均持續起作用的信號； （2） 通常用周期狀態寄存器來標志和指明某某周期控制； （3） 指令周期可分為取指周期、分析周期、執行周期。節拍 （1） 把一個機器周期分成若干個相等的時間段，每一個時間段對應一個電位信號，稱節拍電位； （2） 一般都以能保證ALU進行一次運算微操作作為一拍電位的時間寬度。時標工作脈沖 （1） 及時改變標志狀態； （2） 時標脈沖的寬度一般為節拍電位寬度的1/N，只要能保證所有的觸發器都能可靠地，穩定地翻轉即可。6.2.2 時序系統3.三級時序信號的關系一臺計算機機內的控制信號一般均由若干個周期狀態，若

12、干個節拍電位及若干個時標脈沖這樣三級控制時序信號定時完成。三級時序的組合關系如圖所示。6.2.2 時序系統PW3W2W2W0M1M0周期0周期1節拍0節拍1節拍2節拍3脈沖6.3CPU的總體結構CPU=控制器+運算器6.3.1 寄存器的設置6.3.2數據通路結果及指令流程分析6.3.1 寄存器的設置1.指令寄存器IR2.程序計數器PC3.程序狀態寄存器PSR4.累加寄存器AC及通用寄存器GR：AC暫存操作數據和結果，GR是一組程序可訪問的、具有多種功能的寄存器，能提供操作數、保存中間結果、作為地址指針、基址寄存器、變址寄存器、計數器等。如Intel 8086的AX、BX、CX、DX、SP、DS

13、、CS、ES、SS、SI、DI等。5.地址寄存器MAR：存放所要訪問的主存單元的地址（來自PC的指令的地址，或來自地址形成部件的操作數的地址）6.數據緩沖寄存器MDR（或MBR）：存放向主存寫入的信息或從主存中讀出的信息6.3.2 數據通路結構及流程分析1.單總線結構控制信號邏輯IDIRCUIRin時序部件R0R7R0outR0inR7outR7inPCMARMDRYALUZPSRPCinPCoutMARinMDRinMDRoutYinAB+1ZinZoutIBUSDBUSMEMI/OI/OABUSRWGR6.3.2 數據通路結構及流程分析【例】在上圖中，A和B 為ALU的兩個輸入端，且ALU

14、可以實現A1、A B等功能，主存以字編址，每條指令 和數據均占一個主存單元。分析指令：ADD （R1），R0的操作流程。其中，源操作數在前。分析：（1）（PC）MAR，READ，PC Y ；送指令地址，讀主存（2）MEM MDR IR，（Y）+1 Z；取指令到IR，PC+1暫存于Z（3）（Z） PC ；PC+1 PC（4）（R1）MAR，READ ；送源操作數地址（5）MEM MDR Y ；取出源操作數到Y中（6）（Y）+（R0） Z ；執行加法運算，結果暫存于Z（7）（Z） R0 ；加法結果送回目標寄存器 FIR6.3.2 數據通路結構及流程分析2.雙總線結構IRPCR0R1R2YTEMPM

15、DRR3ALUID控制信號邏輯時序部件BFBAINCDECADDSUBGonFPCFR0FR1FR2FR3FMDRFTEMPFYIRBPCBR0BR1BR2BR3BMDRBTEMPBMEMMARFMARRWDBUSABUS6.3.2 數據通路結構及流程分析【例】在上圖中，F為發送總線，B為 接收總線，它們通過總線連接器G可直接連接，當Gon=1時，G被打開，B的數據可傳向F；當Gon=0時，G被關閉，兩總線隔離，且ALU可以實現A1、A B等功能，主存以字編址，每條指令 和數據均占一個主存單元。分析指令：ADD （R1），R0的操作流程。其中，源操作數在前。分析：操作流程控制信號序列（1）（P

16、C）MAR，READPC B，Gon，F MAR，READ，F Y（2）（PC）+1 PCINC，F PC（3）M MDR IRMDR B， Gon ，F IR（4）（R1） MAR，READR1 B， Gon ，F MAR，READ（5）M MDR YMDR B， Gon ，F Y（6）（Y）+（R0） R0R0 B，ADD， FR06.4模型機的總體結構6.4.1模型機的數據通路6.4.2模型機的指令系統6.4.3模型機的時序系統6.4.1 模型機的數據通路控制信號邏輯時序部件IDCCCZIRPCR0R1R2R3MDRSPTEMPYALU移位器判零CZCCCZCPCZCCCPCCSLEXS

17、RDMC0MS3S2S1S0ABPCBR0BR1BR2BR3BMDRBTEMPBBUS1BUS2CPYCPTEMPCPSPCPMDRCPR3CPR2CPR1CPR0CPPCCPIRMARCPMARMEMR/WI/OMREQIOREQDBUSABUS字長=16 CP：脈沖信號R0R3：通用寄存器000011SP：堆棧指示器100PC：程序計數器111MAR：地址寄存器MDR：數據寄存器TEMP，Y：暫存器CC：進位觸發器，CZ：零觸發器BUS1：輸入總線BUS2：輸出總線ABUS：地址總線DBUS：數據總線CBUS：控制總線內部總線系統總線總線6.4.1 模型機的數據通路工作方式選擇S3S2S1

18、S0F的輸出功能（負邏輯）邏輯運算M=1算術運算M=0，C0=00000AA減10101BAB加（A+B）0110ABA+B1001ABA加B1010BAB加（A+B）1011A+BA+B1110ABAB加A1111AAALU功能6.4.2 模型機的指令系統1.指令格式OP 尋址方式 RS 尋址方式 RD雙操作數指令15 12 11 9 8 6 5 3 2 0源操作數目的操作數OP 000 備用 尋址方式 RD單操作數指令15 12 11 9 8 6 5 3 2 0目的操作數OP 位移量D轉移類指令15 12 11 9 8 6 5 3 2 0OP 000 未用 000 未用返回/停機指令15

19、12 11 9 8 6 5 3 2 0操作碼=4位，共計16條指令6.4.2 模型機的指令系統2.指令系統指令名稱操作碼指令功能傳送（MOV）0000（ES）ED加法（ADD）0001（ED） +（ES） ED減法（SUB）0010（ED）-（ES） ED邏輯與（AND）0011（ED） （ES） ED邏輯或（OR）0100（ED） （ES） ED異或（EOR）0101（ED） （ES） ED加1（INC）0110（ED） +1 ED取反（COM）0111（ED） ED左移（ROL）1000（ED）左移一位 ED ，由指令86位指定移位方式右移（ROR）1001（ED）右移一位 ED ，由指令

20、86位指定移位方式無條件轉移（JP）1010（PC）+位移量D PC有進位轉移（JC）1011若CC=1，則（PC）+位移量D PC結果零轉移（JZ）1100若CZ=1，則（PC）+位移量D PC轉子程序（JSR）1101（PC）入棧，（PC）+位移量D PC返回（RTS）1110從棧頂彈出返回地址PC停機（HALT）1111停機6.4.2 模型機的指令系統3.尋址方式（1）寄存器尋址：尋址方式編碼000，匯編符號為Rn，n為寄存器編號E= Rn（2）寄存器間接尋址：尋址方式編碼001，匯編符Rn或（Rn）E= （Rn）（3）自增型寄存器間接尋址：尋址方式編碼010，匯編符號（Rn）+E=（R

21、n），（Rn）+1Rn（4）自減型寄存器間接尋址：尋址方式編碼011，匯編符號-（ Rn）（Rn）-1Rn ， E=（Rn）（5）變址型尋址：尋址方式編碼100，匯編符號X（ Rn ）E=X+ （ Rn ）6.4.2 模型機的時序系統1.機器周期：六個機器周期，每個周期設一個周期狀態觸發器（1）取指周期FT：實現取指令、分析指令和（PC）+1PC的操作（2）取源周期ST：用于非寄存器器尋址的雙操作數指令中源操作數地址的尋址和取源操作數。（3）取目的周期DT：用于非寄存器器尋址的雙操作數指令中目的操作數地址的尋址和取目的操作數。（4）執行周期ET：完成指令規定的操作并保存結果（5）中斷周期IT（

22、6）DMA周期DMATQ Q FT SCP DFTQ QR ST CP DSTQ QR DT CP DDTQ QR ETCP DETRESETTENDP1FT1ST1DT1ET一個周期=4個節拍T0、T1、T2、T36.4.2 模型機的時序系統每個周期內可完成主存的一次讀/寫操作。每個周期=4個節拍T0、T1、T2、T3。每個節拍內設置一個脈沖，用于寄存器接收代碼。&T0&T1&T2&T3Q Q C2C TQ Q C1C TRESET&P1DTXDRepeatFTSTET雙數指令DRETRTSETJSR節拍發生器原理圖6.4.2 模型機的時序系統PT3T2T1T0M指令周期三級時序關系6.5組

23、合邏輯控制器設計6.5.1設計的步驟6.5.2模型機的設計6.5.1 設計的步驟1.繪制指令操作流程圖把指令的執行過程分解成若干功能部件能實現的基本微操作，并以圖的形式排列成有先后次序、相互銜接配合的流程（指令操作流程圖）2.編排指令操作時間表把指令流程圖中的各個微操作具體落實到各個機器周期的相應節拍和脈沖中去，并以微操作控制信號的形式編排一張表（指令操作時間表）3.進行微操作綜合對指令操作時間表中的各個微操作信號分別按其條件進行歸納、綜合，列出其綜合的邏輯表達式，并進行適當的調整、化簡，得到比較合理的邏輯表達式4.設計微操作控制信號形成部件用組合邏輯電路實現邏輯表達式6.5.2 模型機的設計

24、1. 指令操作流程圖（1）取指周期的操作流程圖（PC） MARREAD，（PC）+1 PC（MDR） IRJUMP？SRDR=？1ST1 DT1 ETYN00或0110FT0FT1FT2FT36.5.2 模型機的設計（2）取源周期的操作流程圖源尋址？（Rs）（Rs）+-（Rs）RepeatXs（Rs）MAR(Rs) MAR(Rs)-1Rs MAR(Rs)+(Y)MAR(PC)MARREADREAD,(Rs)+1 RsREADREADREAD,(PC)+1PC(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)TEMP(MDR)YDR=1?清Repeat置Repeat1ST1DT1E

25、TNY6.5.2 模型機的設計（3）取目的周期的操作流程圖目的尋址？（RD）（RD）+-（RD）RepeatXD（RD）MAR(RD) MAR(RD)-1RD MAR(RD)+(Y)MAR(PC)MARREAD1ETREAD,(RD)+1 RD1ETREAD1ETREAD,清Repeat1ETREAD,(PC)+1PC(MDR)Y置Repeat1DT6.5.2 模型機的設計（4）執行周期的操作流程圖傳送類指令運算類指令轉移類指令停機指令轉子/返回指令(略)6.6微程序控制器設計6.6.1微程序控制器概述6.6.2微指令的編譯方法6.6.3微程序的順序控制方式6.6.4微指令的執行方式6.6.5

26、微程序設計方法6.6.6微程序控制器的設計步驟6.6.7舉例:模型機的微程序設計微程序控制技術在現今計算機設計中得到廣泛的采用，其實質是用程序設計的思想方法來組織操作控制邏輯。1、微程序控制技術被廣泛應用的原因 （1）物質基礎：ROM （2） 靈活性 （3）提高了可靠性，可利用性及可維護性(簡稱RAS技術)，大大優化了硬件控制技術。 （4）有利于機器設計時的仿真。也就是說，在M1機器上使用M2機器語言編寫程序并運行，從用戶角度來看，M1和M2無區別，要能做到這一點，只有機器具有控存CM的微程序設計結構才行。 （5）其他（反映在以下幾方面的優點）6.6微程序控制器設計2、與組合邏輯控制方法相比，

27、微程序控制方法在諸多方面有著顯著的差別 （1） 從實現方式上微程序控制：規整，增、刪、改較容易組合邏輯控制：零亂且復雜，當修改指令或增加指令時非常麻煩，有時甚至沒有可能。 （2） 從性能上來比較在同樣的半導體工藝條件下，微程序控制的速度比組合邏輯控制方式的速度低，這是因為執行每條微指令都要從控存中讀取一次，影響了速度，而組合邏輯控制方式取決于電路延遲，因而在超高速計算機中，對影響速度的關鍵部分例如CPU，往往采用組合邏輯控制方法。近年來在一些新型計算機結構中如RISC結構，一般選用組合邏輯方法。 （3）診斷能力微程序設計方法：診斷能力強組合邏輯控制：診斷能力弱6.6微程序控制器設計1.基本概念

28、1) 控制字(CW):表征微操作控制要求的二進制字，稱為控制字。2) 微命令微程序控制中，把微操作控制信號稱為微命令。微操作是微命令在時序的配合作用下的操作過程。3) 微地址和微指令微地址：存放控制字的單元地址。微指令：具有微地址的控制字。4) 微程序:一系列微指令的有序集合構成微程序。5) 微周期微周期就是從控制存儲器中讀出一條微指令并執行相應操作所需要的時間。6.6.1微程序控制器概述6.6.1微程序控制器概述2.基本組成（圖6-30）1)控制存儲器CM:用來存放微程序。2)微指令寄存器IR用來存放從控制存儲器中取得的微指令。3)微地址形成部件AG用來產生機器指令的首條微指令地址和后續地址

29、。4)微地址寄存器MAR:接收微地址形成部件送來的微地址。5)譯碼與驅動電路對微地址寄存器中的微地址進行譯碼,找到被訪問的CM單元并驅動其進行讀取操作,存放于IR6.6.1微程序控制器概述3.微程序執行過程微程序控制器的工作過程實質上就是在微程序控制器的控制之下，計算機執行機器指令的過程：1)從控制存儲器中運行取指令微程序，完成從主存儲器中取得機器指令的工作；2)根據機器指令的操作碼，得到相應機器指令的微程序入口；3)逐條取出微指令，完成相關微操作控制；4)執行下一條機器指令。6.6.2微指令的編譯方法一、編譯法的選擇原則(1)減少微指令的長度；(2)提高微操作的并行性；(3)提高機器的控制性

30、能并降低價格；(4)有利于微程序設計的靈活性。 二、編譯法 1、直接控制法（不譯法）（1）含義：每一個獨立的二進制位代表一個微命令。按不譯法編碼的微指令，又稱水平微指令。（2）本質特征：面向數據通路的控制門(或控制點)。 （3）優點：A：并行執行，執行速度也比較快；B：微程序所需用的微指令條數少。 缺點：A：編制程序難度較大；B：微指令不能充分利用。2、最短編譯法 （1） 含義：每一條微指令只定義一個微命令。按最短編譯法編碼的微指令又稱垂直型微指令。 （2） 本質特征：面向算法來編碼的。類似于傳統的程 序設計方法。 （3） 優點：A：編程簡單；B：微指令字中各位都得到充分利用。 缺點：A：并行

31、控制能力差，執行速度慢；B：微程序長度較長。6.6.2微指令的編譯方法3、字段編譯法（1）、字段直接編譯法A：把一條微指令分成幾段，段與段間按水平法設計，每個段內分別按垂直法進行編碼，每一段形成一個微命令，一條微指令可同時有并行的幾個微命令。B：微指令字分段的原則：（a）在同一節拍內，需要互相配合起作用的微操作，是并行操作，其微命令可以分在不同的字段內，以便配合進行微操作控制(組合性的操作控制)。這是微命令的相容性。（b）在同一節拍內，不允許同時出現具有“排它”性的微操作，是串行操作，其微命令可分在一個字段內，這是微命令的互斥性。6.6.2微指令的編譯方法（2）、字段間接編譯法它是在字段直接編

32、譯法基礎上用來進一步縮短指令字長，組合零散微命令的一種編譯法。若在字段直接編譯法中再規定一個字段的某些微命令要由另一個字段中的某些微命令來解釋，稱為字段間接編譯法。這種編譯法適用于把那些不同類型的，不常用的，但數量又可觀的“零散”的微命令編入少數幾個字段之中，以減少微指令字的長度，組合編譯更多的微命令。6.6.2微指令的編譯方法6.6.3微程序的順序控制方式1、初始微地址的形成每條機器指令對應一段微程序，當執行公用的取指微程序從主存中取出機器指令后，由機器指令的操作碼指出微程序的首地址。這是一種多分支情況，通常有以下幾種方式：（1）操作碼的位數與位置固定，這時可直接使操作碼與微地址碼的部分位相

33、對應。例如，若微入口地址=00OC，則控制存儲器第零頁的一些單元被安排為各個微程序入口（即首地址），再通過無條件微轉移指令使這些單元與相應的后續微指令相連接。（2）當每類指令的操作碼位數與位置固定，而各類指令之間的操作碼位數與位置不固定時，可采用分級轉移的方法。先按指令類型轉移到某條微指令，區分出是哪一大類，然后進一步按機器指令操作碼轉移，區分出是哪一種具體的機器指令。（3）當操作碼的位數與位置都不固定時，通常的方法是采用PLA可編程邏輯陣列實現。6.6.3微程序的順序控制方式2、后繼微地址的形成得到微程序入口以后，就開始執行微程序，后繼微地址的形成方法對微程序編制的靈活性影響很大。通常采用兩

34、種方法形成后繼微地址：（1）增量方式這種方式和機器指令的控制方式類似。 PC： (A)順序：增量。 (B)無條件轉向：PC。 (C)有條件轉向：條件碼參與，修改PC。（2）在微指令字的格式中，增設下地址字段之后，就可以用微地址寄存器(MAR)取代微程序計數器。下一條微指令地址在多數情況可由現行微指令字的下地址字段NAF直接給出，少數情況由微地址產生器對下地址字段進行修改后產生后繼微地址。6.6.3微程序的順序控制方式綜合上述，后繼微地址的形成是設計微程序控制的關鍵問題之一。確定后繼微指令地址有以下幾種情況：(A)順序執行時，后繼微地址可以由現行微指令字的下地址字段NAF或微程序計數器PC直接確

35、定。(B)無條件轉向的后繼微地址，可以由現行微指令字的下地址字段確定。(C)有條件轉向的后繼微地址由現行機器指令操作碼，現行微指令執行時產生狀態特征或條件碼的判別結果決定。6.6.3微程序的順序控制方式6.6.5 微程序設計方法1 水平型微指令與微程序設計6.6.5 微程序設計方法2 垂直型微指令與微程序設計3 毫微程序設計（1）毫微程序是用以解釋微程序的一種程序，因此組成毫微程序的毫微指令是負責解釋微指令的微指令。（2）毫微程序設計的基本思想采用兩級微程序設計方法 1） 第一級用垂直微指令編制垂直微程序第一級垂直微程序是為實現指令系統和其它處理過程的需要而編制的，它有嚴格的順序結構，由它確定后續微指令的地址。垂直微程序存放于微程序存儲器中。 2） 第二級用水平微指令編制水平微程序。第二級水平微程序是由第一級調用的，用以解釋垂直微程序并實現相應的數據通路操作。水平微指令具有并行操作控制能力，但不包含后續微指令地址信息。6.6.5 微程序設計方法6.6.6 微程序控制器設計步驟6.6.7 舉例：模型機的微程序設計6.7流水線處理技術6.7.0并行處理技術6.7.1指令的執行方式6.7.2流水線的分類6.7.3線性流水線的性能6.7.4流水線的相關問題6.7.0并行處理技術標準的馮諾依曼體系結構