计算机组成原理_ 控制单元的设计_102 微程序设计_
微程序设计技术
微程序设计技术微程序设计技术是一种计算机体系结构中的技术，它允许通过使用预先定义的微指令集来控制计算机的操作。
这种技术在20世纪60年代和70年代非常流行，尤其是在大型计算机和超级计算机中。
微程序设计技术的核心思想是将复杂的指令集操作分解为一系列简单的、可重复使用的微操作，从而简化硬件设计并提高执行效率。
微程序设计技术的原理微程序设计技术基于一个核心概念：微指令。
微指令是控制计算机执行基本操作的最小指令单位。
每个微指令对应一个特定的硬件操作，如数据传输、算术运算或逻辑运算。
通过组合这些微指令，可以构建出执行复杂指令的序列。
微程序设计技术的优势1. 灵活性：微程序设计允许通过软件来定义指令集，这使得修改或扩展指令集变得更加容易。
2. 可维护性：由于指令的执行是通过微指令序列实现的，因此对指令的修改或优化只需要在微程序层面进行，而不需要改变硬件。
3. 效率：微程序设计可以优化指令的执行流程，减少指令执行所需的周期数，从而提高整体性能。
微程序设计技术的工作流程1. 指令解码：当CPU接收到一条指令时，首先需要对其进行解码，确定需要执行哪些微操作。
2. 微指令执行：解码后，CPU将按照微指令序列执行操作。
每个微指令控制一个或多个硬件操作。
3. 结果生成：执行完所有相关的微指令后，最终结果将被生成并存储。
微程序设计技术的实现微程序设计技术通常通过以下组件实现：- 控制存储器：存储微指令的存储器，每个微指令对应一个特定的硬件操作。
- 控制单元：从控制存储器中读取微指令，并生成控制信号来驱动硬件执行相应的操作。
- 执行单元：实际执行微指令指定的操作，如算术逻辑单元(ALU)、寄存器等。
微程序设计技术的应用微程序设计技术在多种计算机系统中得到应用，包括：- 大型计算机：在大型计算机设计中，微程序设计技术可以提供高度的灵活性和可维护性。
- 嵌入式系统：在需要高度定制化指令集的嵌入式系统中，微程序设计技术允许开发者根据特定需求来定义指令集。
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验## 微程序控制单元实验### 简介微程序控制单元（Microprogram Control Unit）是计算机组成原理中的一个重要概念。
它是一种基于微指令的控制方式，有效地解决了指令复杂度高、设计难度大的问题。
本篇文档将介绍微程序控制单元的实验原理和方法。
### 实验目的通过本次实验，我们将能够深入了解微程序控制单元的工作原理，理解微程序控制单元在计算机系统中的重要性，并通过实践掌握微程序的设计与编写。
### 实验内容1. 将微指令存储器的内容读入到微程序存储器中；2. 设计微指令的控制信号；3. 实现微程序控制单元的功能；4. 编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
### 实验步骤#### 第一步：读取微指令存储器内容将微指令存储器中已经设计好的微指令读入到微程序存储器中。
这一步骤可以使用硬件开关、编程方式或者仿真软件进行。
#### 第二步：设计微指令的控制信号根据实验需求，设计微指令的控制信号。
微指令的控制信号包括指令码、操作码、地址码等等，根据具体的实验需求而定。
#### 第三步：实现微程序控制单元的功能将设计好的微指令的控制信号与微程序控制单元进行连接。
确保微程序控制单元能够正确地根据微指令的控制信号来执行相应的操作。
#### 第四步：编写测试程序编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
测试程序需要覆盖到微程序控制单元的各个功能模块，包含不同类型的指令和操作，以确保微程序控制单元的完整性和鲁棒性。
#### 第五步：测试与调试将编写好的测试程序加载到微程序控制单元中，进行测试和调试。
通过观察微程序控制单元的输出结果，排查可能存在的问题并进行修正，以保证其正确性和稳定性。
### 实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制单元的工作原理，并通过实践掌握了微程序的设计与编写。
微程序控制单元的应用可以提高计算机系统的灵活性和可扩展性，同时也降低了整个系统的复杂度和设计难度。
计算机组成原理唐朔飞(第2版)课后习题-控制单元的设计(圣才出品)
5．假设 CPU 在中断周期用堆栈保存程序断点，而且进栈时指针减 1（具体操作是先修 改栈指针后存数），出栈时指针加 1。分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回 指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。
答：假设进栈操作是先修改堆栈指针后存数，则出栈操作是先读数后修改堆栈指针。 （1）完成中断返回指令组合逻辑控制的微操作命令及节拍安排： 取指阶段
执行阶段：
（2）完成中断返回指令微程序控制的微操作命令及节拍安排：
取指阶段
T0
PC→MAR，1→R
T1
Ad（CMDR）→CMAR
T2
M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC
T3
Ad（CMDR）→CMAR
T4
MDR→IR
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执行周期：
⑤STP 指令所需全部微操作命令及节拍安排： 取指周期：
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执行周期：
4．在单总线结构的计算机中，用该总线连接了指令寄存器 IR、程序计数器 PC、存储 器地址寄存器 MAR、存储器数据寄存器 MDR、通用寄存器 R0～R7 的输入和输出端。ALU 的两个输入端分别与总线和寄存器 Y 的输出端相连，ALU 的输出端与寄存器 2 的输入端相 连。Y 的输入端与总线连接，2 的输出端与总线连接该机有下列指令：
T5
OP（IR）→微地址形成部件→CMAR
执行阶段
6．已知带返转指令的含义如下所示，写出机器在完成带返转指令时，取指阶段和执行 阶段所需的全部微操作及节拍安排。
答：取指周期：
计算机组成原理10 第十章 CU的设计(2)
⑨ JMP X
T0
T1 T2 Ad ( IR ) PC
⑩ BAN X
T0
T1 T2 A0 • Ad ( IR ) + A0• PC PC
5. 中断周期 微操作的 节拍安排
T0
T1 T2
10.1
硬件关中断
0
PC MDR
MAR
MDR M ( MAR )
1
W
向量地址
PC
中断隐指令完成
三、组合逻辑设计步骤
T0
EX 执行
1
1 T1
M(MAR) AC
W
(AC)+(MDR) AC T2
MDR
MDR 0
M(MAR)
AC AC 1
1
2. 写出微操作命令的最简表达式
M ( MAR ) MDR
10.1
= FE · 1 + IND · 1 ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) T T + EX · 1 ( ADD +LDA ) T = T1{ FE + IND ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) + EX ( ADD +LDA ) }
10.1
微操作命令信号 CLA COM ADD SAT LDA JMP PC 1 M(MAR) ( PC ) +1 MDR OP( IR ) MAR R MDR PC IR ID IND EX 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
FE 取指
T0 T1 T2 PC 1 R MDR PC IR ID
计算机组成原理课程设计报告书
计算机组成原理课程设计报告书计算机组成原理课程设计报告书目录一．实验计算机设计11.整机逻辑框图设计12.指令系统的设计23．微操作控制部件的设计54．设计组装实验计算机接线表135．编写调试程序14二．实验计算机的组装14三．实验计算机的调试151.调试前准备152.程序调试过程163.程序调试结果164.出错和故障分析16四．心得体会17五．参考文献17题目研制一台多累加器的计算机一实验计算机设计1.整机逻辑框图设计此模型机是由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部分组成。
1.运算器又是有299，74LS181完成控制信号功能的算逻部件，暂存器LDR1，LDR2，及三个通用寄存器R0，R1，R2等组成。
2.控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。
3.存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。
4输入设备是由置数开关SW控制完成的。
5.输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的LR0LR1LR2寄存器AxBxCxR0-GR1-GR2-G数据总线（D_BUS）ALU-GALUMCNS3S2S1S0暂存器LT1暂存器LT2LDR1LDR2移位寄存器MS1S0G-299输入设备DIJ-G微控器脉冲源及时序指令寄存器LDIR图中所有控制信号LPCPC-G程序计数器LOADLAR地址寄存器存储器6116CEWE输出设备D-GW/RCPU图1整机的逻辑框图图1-1中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。
微控器部分控存由U13--U15三片2816构成。
除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。
存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H--FFH。
输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。
计算机组成原理目录
计算机组成原理目录目录如下：第1篇概论第1章计算机系统概论1.1 计算机系统简介1.1.1 计算机的软硬件概念1.1.2 计算机系统的层次结构1.1.3 计算机组成和计算机体系结构1.2 计算机的基本组成1.2.1 冯·诺依曼计算机的特点1.2.2 计算机的硬件框图1.2.3 计算机的工作步骤1.3 计算机硬件的主要技术指标1.3.1 机器字长1.3.2 存储容量1.3.3 运算速度1.4 本书结构思考题与习题第2章计算机的发展及应用2.1 计算机的发展史2.1.1 计算机的产生和发展2.1.2 微型计算机的出现和发展2.1.3 软件技术的兴起和发展2.2 计算机的应用2.2.1 科学计算和数据处理2.2.2 工业控制和实时控制2.2.3 网络技术的应用2.2.4 虚拟现实2.2.5 办公自动化和管理信息系统2.2.6 CAD/CAM/CIMS2.2.7 多媒体技术2.2.8 人工智能2.3 计算机的展望思考题与习题第2篇计算机系统的硬件结构第3章系统总线3.1 总线的基本概念3.2 总线的分类3.2.1 片内总线3.2.2 系统总线3.2.3 通信总线3.3 总线特性及性能指标3.3.1 总线特性3.3.2 总线性能指标3.3.3 总线标准3.4 总线结构3.4.1 单总线结构3.4.2 多总线结构3.4.3 总线结构举例3.5 总线控制3.5.1 总线判优控制3.5.2 总线通信控制思考题与习题第4章存储器4.1 概述4.1.2 存储器的层次结构4.2 主存储器4.2.1 概述4.2.2 半导体存储芯片简介4.2.3 随机存取存储器4.2.4 只读存储器4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储器的校验4.2.7 提高访存速度的措施4.3 高速缓冲存储器4.3.1 概述4.3.2 Cache—主存地址映射4.3.3 替换策略4.4.1 概述4.4.2 磁记录原理和记录方式4.4.3 硬磁盘存储器4.4.4 软磁盘存储器4.4.5 磁带存储器4.4.6 循环冗余校验码4.4.7 光盘存储器思考题与习题附录4A 相联存储器第5章输入输出系统5.1 概述5.1.1 输入输出系统的发展概况5.1.2 输入输出系统的组成5.1.3 I/O设备与主机的联系方式5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式5.2 I/O设备5.2.1 概述5.2.2 输入设备5.2.3 输出设备5.2.4 其他I/O设备5.2.5 多媒体技术5.3 I/O接口5.3.1 概述5.3.2 接口的功能和组成5.3.3 接口类型5.4 程序查询方式5.4.1 程序查询流程5.4.2 程序查询方式的接口电路5.5 程序中断方式5.5.1 中断的概念5.5.2 I/O中断的产生5.5.3 程序中断方式的接口电路5.5.4 I/O中断处理过程5.5.5 中断服务程序的流程5.6 DMA方式5.6.1 DMA方式的特点5.6.2 DMA接口的功能和组成5.6.3 DMA的工作过程5.6.4 DMA接口的类型思考题与习题附录5A ASCⅡ码附录5B BCD码附录5C 奇偶校检码第3篇中央处理器第6章计算机的运算方法6.1 无符号数和有符号数6.1.1 无符号数6.1.2 有符号数6.2 数的定点表示和浮点表示6.2.1 定点表示6.2.2 浮点表示6.2.3 定点数和浮点数的比较6.2.4 举例6.2.5 IEEE754标准6.3 定点运算6.3.1 移位运算6.3.2 加法与减法运算6.3.3 乘法运算6.3.4 除法运算6.4 浮点四则运算6.4.1 浮点加减运算6.4.2 浮点乘除法运算6.4.3 浮点运算所需的硬件配置6.5 算术逻辑单元6.5.1 ALU电路6.5.2 快速进位链思考题与习题附录6A 各种进位制6A.1 各种进位制的对应关系6A.2 各种进位制的转换附录6B 阵列乘法器和阵列除法器附录6C 74181逻辑电路第7章指令系统7.1 机器指令7.1.1 指令的一般格式7.1.2 指令字长7.2 操作数类型和操作类型7.2.1 操作数类型7.2.2 数据在存储器中的存放方式7.2.3 操作类型7.3 寻址方式7.3.1 指令寻址7.3.2 数据寻址7.4 指令格式举例7.4.1 设计指令格式应考虑的各种因素7.4.2 指令格式举例7.4.3 指令格式设计举例7.5 RISC技术7.5.1 RISC的产生和发展7.5.2 RISC的主要特征7.5.3 RISC和CISC的比较思考题与习题第8章 CPU的结构和功能8.1 CPU的结构8.1.1 CPU的功能8.1.2 CPU结构框图8.1.3 CPU的寄存器8.1.4 控制单元和中断系统8.2 指令周期8.2.1 指令周期的基本概念8.2.2 指令周期的数据流8.3 指令流水8.3.1 指令流水原理8.3.2 影响流水线性能的因素8.3.3 流水线性能8.3.4 流水线中的多发技术8.3.5 流水线结构8.4 中断系统8.4.1 概述8.4.2 中断请求标记和中断判优逻辑8.4.3 中断服务程序入口地址的寻找8.4.4 中断响应8.4.5 保护现场和恢复现场8.4.6 中断屏蔽技术思考题与习题第4篇控制单元第9章控制单元的功能9.1 微操作命令的分析9.1.1 取指周期9.1.2 间址周期9.1.3 执行周期9.1.4 中断周期9.2 控制单元的功能9.2.1 控制单元的外特性9.2.2 控制信号举例9.2.3 多级时序系统9.2.4 控制方式9.2.5 多级时序系统实例分析思考题与习题第10章控制单元的设计10.1 组合逻辑设计10.1.1 组合逻辑控制单元框图10.1.2 微操作的节拍安排10.1.3 组合逻辑设计步骤10.2 微程序设计10.2.1 微程序设计思想的产生10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理10.2.3 微指令的编码方式10.2.4 微指令序列地址的形成10.2.5 微指令格式10.2.6 静态微程序设计和动态微程序程序设计10.2.7 毫微程序设计10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制10.2.9 微程序设计举例思考题与习题附录10A PC整机介绍10A.1 主板10A.1.1 主板的主要组成部件10A.1.2 CPU芯片及插座(插槽)10A.1.3 内存条插槽10A.1.4 扩展插10A.1.5 配套芯片和器件10A.1.6 主板结构的改进10A.2 芯片组10A.2.1 芯片组的功能10A.2.2 芯片组的组成《计算机组成原理》是2008年1月1日高等教育出版社出版的图书，作者是唐朔飞。
微程序控制器设计与实现
微程序控制器设计与实现一、引言微程序控制器是一种用于实现计算机指令执行的控制单元，它通过微指令的方式来控制计算机的操作。
本文将详细介绍微程序控制器的设计与实现，包括设计原理、实现步骤和性能评估等方面的内容。
二、设计原理微程序控制器的设计原理主要包括微指令的编码和解码、微指令存储器的设计、微指令的执行等方面。
1. 微指令的编码和解码微指令是对计算机指令进行细化和抽象的表示形式，它由一系列控制信号组成。
在微程序控制器中，需要将每个微指令编码为一个唯一的二进制码，并通过解码器将二进制码转换为相应的控制信号。
2. 微指令存储器的设计微指令存储器是存储微指令的关键组件，它通常由一组存储单元组成，每个存储单元存储一个微指令。
微指令存储器的设计需要考虑存储容量、读写速度和可靠性等因素。
3. 微指令的执行微指令的执行是微程序控制器的核心功能，它通过控制信号的传递和处理来实现计算机指令的执行。
在执行过程中，需要根据当前指令的操作码和操作数，从微指令存储器中读取相应的微指令，并按照微指令的要求执行相应的操作。
三、实现步骤微程序控制器的设计与实现可以按照以下步骤进行：1. 确定指令集和指令格式根据计算机的需求和应用场景，确定需要支持的指令集和指令格式。
指令集和指令格式的确定将直接影响微程序控制器的设计和实现。
2. 编码和解码微指令根据指令集和指令格式，设计并实现微指令的编码和解码逻辑。
编码和解码逻辑需要将指令转换为相应的微指令，并将微指令转换为控制信号。
3. 设计微指令存储器根据微指令的数量和存储要求，设计并实现微指令存储器。
微指令存储器的设计需要考虑存储容量、读写速度和可靠性等因素。
4. 实现微指令的执行逻辑根据微指令的要求，设计并实现微指令的执行逻辑。
执行逻辑需要根据当前指令的操作码和操作数，从微指令存储器中读取相应的微指令，并按照微指令的要求执行相应的操作。
5. 验证和调试微程序控制器在实现过程中，需要对微程序控制器进行验证和调试。
计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)
计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)由于题目要求按照题目的格式进行回复，因此将根据“计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)”的格式进行回复。
第一章介绍计算机组成原理的重要性计算机组成原理是计算机科学中最基础的一门课程之一。
它涵盖了计算机的基本组成部分，包括处理器、存储器、输入输出设备等，并通过解析计算机的工作原理和实现方式来帮助我们理解计算机的工作方式。
第一章主要介绍了计算机组成原理的重要性和作用。
在本章中，我们将学习计算机体系结构的基本概念和术语，并了解到计算机组成原理对于学习和理解计算机硬件和软件之间的关系至关重要。
第二章计算机组成原理的基础知识第二章主要介绍计算机的基本组成部分和它们的功能。
这些组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，负责执行各种计算和控制任务。
它由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储指令和数据。
2.2 存储器存储器用于存储指令和数据。
它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘、光盘等）。
主存储器用于临时存储正在执行的指令和数据，而辅助存储器用于长期存储数据。
2.3 输入输出设备输入输出设备用于与计算机进行交互。
常见的输入设备有键盘、鼠标，常见的输出设备有显示器、打印机等。
它们使我们能够通过输入设备将数据输入到计算机中，并通过输出设备将计算机处理的结果输出。
第三章计算机的指令和指令系统第三章主要介绍计算机的指令和指令系统。
指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。
指令系统定义了计算机所支持的指令的集合和它们的格式。
3.1 指令和指令格式指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。
指令格式定义了指令的布局和组织方式，常见的指令格式有累加器型、立即寻址型、间接寻址型等。
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字段 1 字段 2 … 字段 n 下地址
4.混合编码
操作控制
直接编码和字段编码（直接和间接）混合使用
5.其他
四、微指令序列地址的形成
1. 微指令的下地址字段指出 2.根据机器指令的操作码形成 3.增量计数器
( CMAR ) + 1 CMAR
4.分支转移
操作控制字段 转移方式 转移地址
转移方式 指明判别条件 转移地址 指明转移成功后的去向
3.工作原理
(2)执行阶段
执行 LDA 微程序
OP ( IR ) 微地址形成部件
CM ( CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令 形成下条微指令地址 P + 1
CMAR
(P
Ad ( IR ) MAR
CMAR ) 1R
P 0001 … 001
P+1
Ad (CMDR ) CMAR
CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令
1.机器指令对应的微程序
M M+1 M+2
取指周期微程序 间址周期微程序
中断周期微程序
P
P+1
对应 LDA 操作的微程序
P+2
K
K+1
对应 STA 操作的微程序
K+2
…
二、微程序控制单元及工作原理
2.微程序控制单元框图
OP
IR
至 CPU 内部 和系统总线 的控制信号
CMDR
下地址
微地址 形成部件
顺序逻辑
CMAR
标志 CLK
控制存储器
地址译码
微指令基本格式
操作控制
顺序控制
二、微程序控制单元及工作原理
M M+1 M+2
P P+1 P+2 K K+1 K+2
……
M+1 M+2 ×××
转执行周期微程序
转取指周期微程序
P+1 P+2 M K+1 K+2 M
取指周期 微程序 间址周期 微程序 中断周期 微程序 对应 LDA 操作的微程序
M ( MAR )
由 CMDR 发命令
M+1 0100
形成下条微指令地址 M + 2
1
…001
( PC ) + 1 MDR
… 10
R
M+1
PC
M+2
Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令
MDR IR
M+2 00100 … 00
×××
二、微程序控制单元及工作原理
将微指令的控制字段分成若干 “段”，每段经译码后发出
控制信号控制信号… Nhomakorabea…
…
译码 译码 译码
显式编码 微程序执行速度较慢
下地址
操作控制
每个字段中的命令是 互斥 的 缩短 了微指令 字长，增加 了译码 时间
三、微指令编码方式(控制方式)
3.字段间接编码方式
控制信号 …
…… 译码 译码
控制信号 …
… 隐式编码
M ( MAR ) MDR
P+1 0100
…0
P+2
形成下条微指令地址 P + 2
Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR
MDR AC
由 CMDR 发命令 形成下条微指令地址 M Ad (CMDR ) CMAR
P+2 0000001 …0
M
(M
CMAR )
二、微程序控制单元及工作原理
对应 ADD 操
M
作的微程序
K+1
K+2
对应 STA 操
M
作的微程序
…
二、微程序控制单元及工作原理
3.工作原理
(1)取指阶段
执行取指微程序
M CMAR
CM ( CMAR ) CMDR
PC MAR
由 CMDR 发命令 形成下条微指令地址 M + 1
M 100
Ad (CMDR ) CMAR CM (CMAR ) CMDR
3.工作原理
(3)取指阶段
执行取指微程序
M CMAR CM ( CMAR ) CMDR 由 CMDR 发命令
PC MAR M 100
1R
… 001
M+1
…
全部微指令存在 CM 中，程序执行过程中 只需读出
关键
Ø 微指令的 操作控制字段如何形成微操作命令 Ø 微指令的 后续地址如何形成
小结
微程序设 计思想
第10章 控制单元的设计 10.2 微程序设计（1）
一、微程序设计思想的产生
1951 英国剑桥大学教授 Wilkes
完成 一条机器指令
微操作命令 1 微操作命令 2
微指令 1 10100000
… …
微操作命令 n
一条机器指令对应一个微程序
存储逻辑
微指令 n 00010010 存入 ROM
微程序
二、微程序控制单元及工作原理
有利于仿真，采用 EPROM
七、毫微程序设计
1.毫微程序设计的基本概念
微程序设计 用 微程序解释机器指令 毫微程序设计 用 毫微程序解释微程序 毫微指令与微指令 的关系好比 微指令与机器指令 的关系
对应 STA 操作的微程序
…
二、微程序控制单元及工作原理
3.工作原理
M
主存
M+1 M+2
控存
M+1 M+2 ×××
取指周期 微程序
…
P
P+1
用 户 程 序
LDA X ADD Y STA Z STP
P+2
Q Q+1 Q+2
K K+1 K+2
…
…
P+1
P+2 M
对应 LDA 操 作的微程序
Q+1
Q+2
五、微指令格式
3.两种微指令格式的比较
(1)水平型微指令比垂直型微指令 并行操作能力强 ， 灵活性强
(2)水平型微指令执行一条机器指令所要的 微指令 数目少，速度快
(3)水平型微指令 用较短的微程序结构换取较长的 微指令结构
(4)水平型微指令与机器指令 差别大
六、静态微程序和动态微程序
静态 微程序无须改变，采用 ROM 动态 通过 改变微指令 和 微程序 改变机器指令，
微程序控制 单元框图及工作
原理
第10章 控制单元的设计 10.2 微程序设计（2）
三、微指令编码方式(控制方式)
1.直接编码（直接控制）方式
在微指令的操作控制字段中，
每一位代表一个微操作命令 控制信号 …
操作控制
下地址
速度最快
某位为 “1” 表示该控制信号有效
三、微指令编码方式(控制方式)
2.字段直接编码方式
OP
IR
微地址 形成部件
标志
控制信号
…
CMDR
…
分支 逻辑
地址 选择
多路选择
+1
转移方式 下地址
CMAR
控制存储器
地址译码
五、微指令格式
1.水平型微指令
一次能定义并执行多个并行操作 如 直接编码、字段直接编码、字段间接编码、
直接和字段混合编码
2. 垂直型微指令
类似机器指令操作码 的方式 由微操作码字段规定微指令的功能
四、微指令序列地址的形成
5.通过测试网络
微指令地址 非测试地址 h 测试地址 l
测试网络
…
CMDR
操作控制
H
L
顺序控制
6.由硬件产生微程序入口地址
第一条微指令地址 由专门 硬件 产生 中断周期 由 硬件 产生 中断周期微程序首地址
…
测试源
四、微指令序列地址的形成
7.后续微指令地址形成方式原理图
微程序入口