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大萝卜第6章

Greatiga 2022-03-17 阅读 63
经验分享

微程序设计技术是利用软件方法设计操作控制器的一门技术,具有规整性,灵活性,可维护性等一系列优点,因而在计算机设计中得到广泛的应用,但是随着ULSI技术的发展和对机器速度的要求,硬连线逻辑设计思想又得到了重视。

硬连线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是指令操作码译码输出,时序信号,状态条件信号的逻辑函数。即写出逻辑表达式,然后用门电路,触发器等器件实现

并行处理技术可以贯穿信息加工的各个步骤和阶段,概括起来主要有三种:时间并行,空间并行,时间并行+空间并行

区分机器指令、微指令、微命令、微操作:

机器指令:
机器指令是指令翻译后的结果,比如上面的指令翻译结果为89D8

微指令:
机器指令是由数个微指令组成,且每一个时钟周期对应一个微指令,比如MOV A,B,应该由这些微指令组成:
取值周期:
时钟周期①:(PC)->MAR (控制信号PCout = 1,MARin = 1)
时钟周期②:M->MDR (控制信号MEMR = 1,MDRinE = 1)
时钟周期③:(PC)+1->PC (控制信号 +1(具体看逻辑设计是否直接提供PC+4操作,若没有,则用ALU自加)
时钟周期④:MDR->IR(控制信号 MDRout = 1,IRin = 1)
时钟周期⑤:IR译码 (控制信号 根据译码寄存器提供的控制字)

因为该程序无简址操作,所以微程序中无间址周期。


若指令为MOV A,[DI],则该指令的间址周期如下:

执行周期:
时钟周期①:(B)->BUS->A (控制信号Bout =1 Ain = 1)
执行结束

微命令
根据微指令的设计方式(水平或垂直),一个微指令应该有数个(水平)或者一个(垂直)微命令。

水平微指令有 控制字段,判断测试字段(P字段),后续地址字段
设计算机只有这些,包括PCout PCin MARout MARin MDRin MDRout MDRinE MDRoutE MEMR MEMW IRin PC+1 IR译码,那么就应该按照功能的不同分别编码。


这里以水平微指令举例:比如PC,应该编为 00 无操作,01 PCin ,10 PCout ,11无操作
那么(PC)->MAR对应的控制字应该为 10(PCout) 01(MARin) 000(MDR无操作) 00(MEM无操作) 0(IR无操作) 0(PC+1无操作) 0(IR译码无操作),即 100100000000
注:这里的编码不包括 后去的判断测试字段与后续地址字段

其中10(PCout)即一个微命令

微操作
微操作即一个微命令对应的具体操作,将微命令交予执行部件后,由执行部件具体执行
例如10(PCout)交给了PC寄存器,那么PC寄存器会根据控制字向总线上输出PC内的值。

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