微程序控制器
微程序控制器同组合逻辑控制器相比较,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逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器,并已被广泛地应用.在计算机系统中,微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术 .
基本信息
- 中文名
微程序控制器
- 优点
规整性、灵活性、可维护性
- 基本思想
照通常的解题程序的方法
- 设计技术
利用软件方法来设计硬件
基本内容
微程序控制器同组合逻辑控制器相比较,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逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器,并已被广泛地应用.在计算机系统中,微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术 .
微程序控制的基本思想,就是仿照通常的解题程序的方法,把操作控制信号编成所谓的“微指令”,存放到一个只读存储器里.当机器运行时,一条又一条地读出这些微指令,从而产生全机所需要的各种操作控制信号,使相应部件执行所规定的操作 .
采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的,而是由微指令译码产生。一条机器指令往往分成几步执行,将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中,若干条微指令组成一端微程序,对应一条及其指令。在设计CPU时,根据指令系统的需要,事先编制好各段微程序 ,且将它们存入一个专用存储器(称为控制存储器)中。微程序控制器由指令寄存器IR、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、时序系统、控制存储器CM、微指令寄存器以及微地址形成电路。微地址寄存器等部件组成。执行指令时,从控制存储器中找到相应的微程序段,逐次取出微指令,送入微指令寄存器,译码后产生所需微命令,控制各步操作完成。
基本组成
1、控制存储器: 控制存储器是微程序控制器中的核心部件,通常由只读存储器ROM器件实现,简称控存。
2、微指令: 控制存储器中的一个存储单元(字)表示了某一条指令的某一操作步骤的控制信号,以及下一步骤的有关信息,称该字为微指令。
作用:准确提供了指令执行中的每一步要用的操作信号及下一微指令的地址。
3、微程序: 全部 微指令的集合称为微程序。
4、微程序控制器的基本工作原理: 根据IR(指令寄存器)中的操作码,找到与之对应的控存中的一段微程序的入口地址,并按指令功能所确定的次序,逐条从控制存储器中读出微指令,以驱动计算机各部件正确运行。
5、得到下一条微指令的地址的有关技术: 要保证微指令的逐条执行,就必须在本条微指令的执行过程中,能得到下一条微指令的地址。
形成下条微指令地址(简称下地址)可能有下列五种情况:
①下地址为本条微指令地址加1;
②微程序必转某一微地址,可在微指令中给出该微地址值;
③根据状态标志位,选择顺序执行或转向某一地址;
④微子程序的调用及返回控制,要用到微堆栈;
⑤根据条件判断转向多条微指令地址中的某一地址,比③更复杂的情况。