第3章 CPU子系統(tǒng)3

1、3.4 3.4 模型機(jī)設(shè)計(jì)模型機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：擬定指令系統(tǒng)擬定指令系統(tǒng)確定總體結(jié)構(gòu)確定總體結(jié)構(gòu)安排時(shí)序安排時(shí)序擬定指令流程和微命令序列。擬定指令流程和微命令序列。形成控制邏輯形成控制邏輯3.4.2 3.4.2 模型機(jī)的指令系統(tǒng)模型機(jī)的指令系統(tǒng)1.1.指令格式指令格式格式、尋址方式、格式、尋址方式、指令類型設(shè)置指令類型設(shè)置寄存器、寄存器、ALUALU、數(shù)、數(shù)據(jù)通路設(shè)置據(jù)通路設(shè)置畫(huà)流程圖畫(huà)流程圖( (寄存器傳送級(jí)寄存器傳送級(jí)) )列操作時(shí)間表列操作時(shí)間表組：列邏輯式，形組：列邏輯式，形成邏輯電路成邏輯電路微：按微指令格式微：按微指令格式編寫(xiě)微程序編寫(xiě)微程序指令字長(zhǎng)指令字長(zhǎng)1616位，采用

2、寄存器型尋址，指令中位，采用寄存器型尋址，指令中給出寄存器號(hào)。給出寄存器號(hào)。 （主存容量為（主存容量為64K64K1616位）位）雙操作數(shù)指令格式：雙操作數(shù)指令格式：4 6 3 34 6 3 3操作碼操作碼 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式目的地址目的地址源地址源地址單操作數(shù)指令格式：?jiǎn)尾僮鲾?shù)指令格式：操作碼操作碼 （可擴(kuò)展）（可擴(kuò)展） 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式4 3 3 3 34 3 3 3 3目的地址目的地址轉(zhuǎn)移指令格式：轉(zhuǎn)移指令格式：15 12 11 9 8 6 5 4 3 2 1 015 12 11 9 8 6 5 4 3 2 1 0轉(zhuǎn)移

3、地址轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件操作碼操作碼 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式 方式方式 NZVCNZVCCPUCPU可編程訪問(wèn)的寄存器：可編程訪問(wèn)的寄存器：尋址方式尋址方式 編碼編碼 助記符助記符 定義定義2.2.尋址方式尋址方式寄存器尋址寄存器尋址通用寄存器通用寄存器R R、指令計(jì)數(shù)器、指令計(jì)數(shù)器PCPC、堆棧指針、堆棧指針SPSP、程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSWPSW000000R R（R R）為操作數(shù)）為操作數(shù)寄存器間址寄存器間址001001（R R）（R R）為操作數(shù)地址）為操作數(shù)地址自減型寄存自減型寄存器間址器間址010010-(R)-(R)-(SP)-(SP)(R)-1(R)-1為操作

4、數(shù)地址為操作數(shù)地址(SP)-1(SP)-1為棧頂?shù)刂窞闂ｍ數(shù)刂妨⒓戳⒓? /自增型自增型寄存器間址寄存器間址011011(R)+(R)+（R R）為操作數(shù)地址，）為操作數(shù)地址，訪問(wèn)后訪問(wèn)后(R)+1(R)+1(SP)+(SP)+(SP)(SP)為棧頂?shù)刂罚瑸闂ｍ數(shù)刂?，出棧后出棧?SP)+1(SP)+1尋址方式尋址方式 編碼編碼 助記符助記符 定義定義100100（R R）為間接地址，）為間接地址，直接直接/ /自增型自增型雙間址雙間址101101 (R)+(R)+(PC)+(PC)+(PC)(PC)為間接地址，為間接地址，(R)+d(R)+d為有效地址為有效地址（R R）為操作數(shù)地址，）為操

5、作數(shù)地址，立即立即/ /自增型自增型寄存器間址寄存器間址011011(R)+(R)+訪問(wèn)后訪問(wèn)后(R)+1(R)+1(SP)+(SP)+(SP)(SP)為棧頂?shù)刂罚瑸闂ｍ數(shù)刂?，出棧后出棧?SP)+1(SP)+1(PC)(PC)為立即數(shù)地址，為立即數(shù)地址，取數(shù)后取數(shù)后(PC)+1(PC)+1訪問(wèn)后訪問(wèn)后(R)+1(R)+1 (PC)+(PC)+訪問(wèn)后訪問(wèn)后(PC)+1(PC)+1變址變址/ /相相對(duì)尋址對(duì)尋址X(R)X(R)X(PC)X(PC)(PC)+d(PC)+d為有效地址為有效地址跳步跳步110110SKPSKP跳過(guò)下條指令執(zhí)行跳過(guò)下條指令執(zhí)行操作碼操作碼 助記符助記符 含義含義3.3.

6、指令類型指令類型用于數(shù)傳、堆棧、用于數(shù)傳、堆棧、I/OI/O操作操作00000000MOVMOV傳送傳送00010001ADDADD加加01010101EOREOR異或異或雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令01100110COMCOM求反求反10111011SRSR右移右移單操作數(shù)指令單操作數(shù)指令11001100JMPJMP轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移11001100RSTRST返回返回11011101JSRJSR轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 4 3 2 1 05 4 3 2 1 0轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移地址無(wú)條件轉(zhuǎn)無(wú)條件轉(zhuǎn)JMP JMP 寄寄 尋尋 方式方式 NZVCNZVC0 0 0 0 0 0 0 0 1

7、 1 無(wú)進(jìn)位無(wú)進(jìn)位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(C=(C=0 0) )0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 無(wú)溢出無(wú)溢出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(V=(V=0 0) )0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 數(shù)非零轉(zhuǎn)數(shù)非零轉(zhuǎn)(Z=(Z=0 0) )0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 數(shù)為正轉(zhuǎn)數(shù)為正轉(zhuǎn)(N=(N=0 0) )1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 有進(jìn)位有進(jìn)位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(C=(C=1 1) )1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 有溢出有溢出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(V=(V=1 1) )1 1 0 0 1 1 0 00 0 數(shù)為零轉(zhuǎn)數(shù)為零轉(zhuǎn)(Z=(Z=1 1) )1 1 1 1 0 0 00 0 0 數(shù)為負(fù)轉(zhuǎn)數(shù)為負(fù)轉(zhuǎn)(N=(N=1 1)

8、)條件滿足，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移地址；條件不滿足，順序執(zhí)行。條件滿足，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移地址；條件不滿足，順序執(zhí)行。隱含約定：轉(zhuǎn)子時(shí)返回地址壓棧保存。隱含約定：轉(zhuǎn)子時(shí)返回地址壓棧保存。15 12 11 9 8 6 5 015 12 11 9 8 6 5 0子程序入口子程序入口 RST SP RST SP （SPSP）+ + JSR JSR 寄寄 尋尋 方式方式 NZVCNZVC 5 4 3 2 1 05 4 3 2 1 03.4.3 3.4.3 模型機(jī)的組成與數(shù)據(jù)通路模型機(jī)的組成與數(shù)據(jù)通路1.1.部件設(shè)置部件設(shè)置可編程寄存器（可編程寄存器（1616位）位）通用寄存器通用寄存器： R0R0(000)(000)、R1R1(

9、001)(001)R2R2(010)(010)、R3R3(011)(011)（1 1）寄存器）寄存器允許中斷（開(kāi)中斷）允許中斷（開(kāi)中斷） （可擴(kuò)展）（可擴(kuò)展） I N Z V CI N Z V C 4 3 2 1 04 3 2 1 0暫存器暫存器C C非編程寄存器（非編程寄存器（1616位）位）堆棧指針堆棧指針：SPSP(100)(100)指令計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)器：PCPC(111)(111)程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字：PSWPSW(101)(101): :暫存來(lái)自主存的暫存來(lái)自主存的源地址源地址或或源數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)。暫存器暫存器D D : :暫存來(lái)自主存的暫存來(lái)自主存的目的地址目的地址或或目的數(shù)目的數(shù)。指

10、令寄存器指令寄存器IRIR地址寄存器地址寄存器MARMAR數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器MDRMDR: :存放現(xiàn)行指令。存放現(xiàn)行指令。實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CPUCPU與主存的接口與主存的接口SN74181 4SN74181 4片片SN74182 1SN74182 1片片（2 2）運(yùn)算部件）運(yùn)算部件ALUALU選擇數(shù)據(jù)來(lái)源選擇數(shù)據(jù)來(lái)源選擇器選擇器A A選擇器選擇器B B移位器移位器 : :實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)直送直送、左移左移、右移右移、字節(jié)交換字節(jié)交換2.2.總線與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)總線與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu) 為了使數(shù)據(jù)傳送控制簡(jiǎn)單、集中，采用為了使數(shù)據(jù)傳送控制簡(jiǎn)單、集中，采用以以ALUALU為為中心的總線結(jié)構(gòu)中心的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)組成包括四

11、個(gè)部分：系統(tǒng)組成包括四個(gè)部分：ALUALU部件、寄存器組、內(nèi)總線、部件、寄存器組、內(nèi)總線、CPUCPU與系統(tǒng)總與系統(tǒng)總線的連接線的連接（1616位）位） R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 （1 1）內(nèi)總線）內(nèi)總線ALUALU為內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送通路的中心；為內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送通路的中心；寄存器寄存器采用分立結(jié)構(gòu)；采用分立結(jié)構(gòu)；內(nèi)總線內(nèi)總線采用單向數(shù)據(jù)總線采用單向數(shù)據(jù)總線(16(16位位) )； R0R3 R0R3 C D C D SP

12、PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 與系統(tǒng)總線與系統(tǒng)總線的連接通過(guò)的連接通過(guò)MARMAR、MDRMDR實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。MDRMDR輸出輸出輸出至輸出至DBDB輸出至輸出至ALUALU的的B B門門輸入輸入從內(nèi)總線輸入從內(nèi)總線輸入從從DBDB輸入輸入( (打入打入) )( (置入置入) )（2 2）系統(tǒng)總線）系統(tǒng)總線 R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR

13、IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 3.3.各類信息傳送途徑各類信息傳送途徑M M（1 1）指令信息）指令信息置入置入DBDBIRIR MDB IR（2 2）地址信息）地址信息 R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 指令地址指令地址指令地址加指令地址加1 1 PC PC AALU移位器移位器內(nèi)總線內(nèi)總線MARPCPC打入打入A AALUALU移移內(nèi)內(nèi)MARMARPCPCA AALUALU移移內(nèi)內(nèi)PCPCC0C0C C

14、0 0打入打入 R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 IR R0 R0 BALU移位器移位器內(nèi)總線內(nèi)總線操作數(shù)地址操作數(shù)地址寄存器間址：寄存器間址：R0R0打入打入B BALUALU移移內(nèi)內(nèi)MARMARMAR R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 變址：變址： P

15、C AALU移位器移位器內(nèi)總線內(nèi)總線MARR0R0PCPCA AALUALU移移內(nèi)內(nèi)MARMARABABM MDBDB移移內(nèi)內(nèi)C C PC MM MMDRMDR B CMDRMDRB BALUALU R0 R0 CALUALUC CA AB B移移內(nèi)內(nèi)MARMAR R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 （3 3）數(shù)據(jù)信息）數(shù)據(jù)信息 M IR R0 R0 BALU移位器移位器內(nèi)總線內(nèi)總線R RR R： R0R0打入打入B BALU

16、ALU移移內(nèi)內(nèi)R1R1DBDBM MDBDBMDRMDRB BMDRMDR移、移、 內(nèi)內(nèi)R2R2ALUALU R1R RM M： R0R0打入打入B BALUALU內(nèi)內(nèi)MDRMDRM MR R：R2M M R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器移位器 BALUR2 R0 R1 MI/OCB內(nèi)總線內(nèi)總線 C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDB控制控制邏輯邏輯 M IR R0 R0 BALU移位器移位器內(nèi)總線內(nèi)總線M MM M： M M( (源源) )R0R0MDRMDRMDRMDRDBDB內(nèi)內(nèi)I/OI/O接口接口ALUALUR RI/OI/O：

17、 C打入打入DBDBMDRMDR內(nèi)內(nèi)C CALUALU( (計(jì)算目的地址計(jì)算目的地址) )DBDBM MC CALUALU內(nèi)內(nèi)MDRMDR( (目的目的) ) C AI/O4.4.微命令設(shè)置微命令設(shè)置(1)(1)數(shù)據(jù)通路操作：數(shù)據(jù)通路操作：ALUALU功能選擇：功能選擇：ALUALU輸入選擇：輸入選擇：輸出移位選擇：輸出移位選擇：結(jié)果分配：結(jié)果分配：R R0 0A A、R R0 0B BS S3 3S S0 0、M M、C C0 0不移、左移、右移不移、左移、右移CPRCPR0 0、CPCCPC、CPMARCPMAR移位器移位器選擇器選擇器AALUR0 R3C D PC SP選擇器選擇器B功能

18、功能控制控制C0選擇選擇控制控制R0 R3C D PSW MDR移位控制移位控制R 0CPR0R 1CPR1R 2CPR2R 3CPR3CCPCDCPDMARCPEMDRCP S WIRSIRPCCPPCSPCPSPPSWCPPSW置入置入內(nèi)總線內(nèi)總線 MI/O控制控制邏輯邏輯 選擇選擇控制控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR功能功能控制控制移位控制移位控制CPR0CPR1CPR2CPR3CPCCPDCPCPCPPCCPSPCPPSW(2)(2)訪存操作：訪存操作：讀讀 R R地址使能地址使能 EMAREMAR寫(xiě)寫(xiě) W W置入置入MDR SMDRMDR SMDR，1

19、 10 000 MDR00 MDR與與DBDB斷開(kāi)斷開(kāi), , R=1R=1讀讀 W=1W=1寫(xiě)寫(xiě)置入置入IR SIRIR SIRM M移位器移位器選擇器選擇器AALUR0 R3C D PC SP選擇器選擇器B功能功能控制控制C0選擇選擇控制控制R0 R3C D PSW MDR移位控制移位控制R 0CPR0R 1CPR1R 2CPR2R 3CPR3CCPCDCPDMARCPEMDRCP S WIRSIRPCCPPCSPCPSPPSWCPPSW置入置入內(nèi)總線內(nèi)總線 M控制控制邏輯邏輯 選擇選擇控制控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR功能功能控制控制移位控制移位控制CPR

20、0CPR1CPR2CPR3CPCCPDCPCPCPPCCPSPCPPSWMARMAR向向ABAB送地址送地址MARMAR與與ABAB斷開(kāi)斷開(kāi)EWSSIR3.5 3.5 組合邏輯控制方式組合邏輯控制方式 組合邏輯控制器組合邏輯控制器 基本依據(jù)是基本依據(jù)是時(shí)間時(shí)間、指令代碼指令代碼、狀態(tài)狀態(tài)、外部請(qǐng)求外部請(qǐng)求等。等。經(jīng)組合邏輯電路產(chǎn)生微命令序列經(jīng)組合邏輯電路產(chǎn)生微命令序列形成相應(yīng)的微程序地址形成相應(yīng)的微程序地址組合邏輯控制器組合邏輯控制器微程序控制器微程序控制器 每個(gè)微命令的產(chǎn)生都需要邏輯條件和時(shí)間條件，每個(gè)微命令的產(chǎn)生都需要邏輯條件和時(shí)間條件，將條件作為將條件作為輸入輸入，微命令作為，微命令作為

21、輸出輸出，它們之間的關(guān)系可，它們之間的關(guān)系可用用邏輯式來(lái)表示邏輯式來(lái)表示，并且可用，并且可用組合邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。1）控制、化簡(jiǎn)，共用某些邏輯變量或中間邏輯函數(shù)。）控制、化簡(jiǎn)，共用某些邏輯變量或中間邏輯函數(shù)。2）在控制器制造完后，這些邏輯之間的連接關(guān)系就固）在控制器制造完后，這些邏輯之間的連接關(guān)系就固定下來(lái)，不易改動(dòng)，因此又稱為硬連邏輯控制器。定下來(lái)，不易改動(dòng)，因此又稱為硬連邏輯控制器。 執(zhí)行指令時(shí)，由組合邏輯電路執(zhí)行指令時(shí)，由組合邏輯電路( (微命令發(fā)生器微命令發(fā)生器) )在在相應(yīng)時(shí)間發(fā)出所需的微命令，控制有關(guān)操作。相應(yīng)時(shí)間發(fā)出所需的微命令，控制有關(guān)操作。這種產(chǎn)這種產(chǎn)生微命令

22、的方式就是組合邏輯控制方式。生微命令的方式就是組合邏輯控制方式。 每種微命令需要一組邏輯電路，全機(jī)所有微命令每種微命令需要一組邏輯電路，全機(jī)所有微命令所需的邏輯電路就構(gòu)成了微命令發(fā)生器。所需的邏輯電路就構(gòu)成了微命令發(fā)生器。微命令發(fā)生器微命令發(fā)生器譯碼器譯碼器地址形成部件地址形成部件I/O狀態(tài)狀態(tài)控制臺(tái)信息控制臺(tái)信息運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器PSW時(shí)序系統(tǒng)時(shí)序系統(tǒng)時(shí)序時(shí)序信號(hào)信號(hào)微命令微命令序列序列指令寄存器指令寄存器IR操作操作碼碼尋址尋址方式方式程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC來(lái)自來(lái)自主存主存送主存或送主存或運(yùn)算器運(yùn)算器微命令發(fā)生器指令寄存器IR程序計(jì)數(shù)器PC狀態(tài)字寄存器PSW時(shí)序系統(tǒng)組合

23、邏輯電路3.5.1 3.5.1 組合邏輯控制器時(shí)序系統(tǒng)組合邏輯控制器時(shí)序系統(tǒng)1 1、工作周期、工作周期取指周期取指周期FTFT用于指令正常執(zhí)行用于指令正常執(zhí)行設(shè)置設(shè)置6 6個(gè)觸發(fā)器分別作為各個(gè)觸發(fā)器分別作為各周期狀態(tài)標(biāo)志周期狀態(tài)標(biāo)志源周期源周期STST目的周期目的周期DTDT執(zhí)行周期執(zhí)行周期ETET中斷周期中斷周期ITITDMADMA周期周期DMATDMAT用于用于I/OI/O傳送控制傳送控制在某一時(shí)期內(nèi)，只有一個(gè)周期狀態(tài)觸發(fā)器為在某一時(shí)期內(nèi)，只有一個(gè)周期狀態(tài)觸發(fā)器為1 1，指明，指明CPUCPU現(xiàn)在所處的工作狀態(tài)，為該階段的工作提供時(shí)間現(xiàn)在所處的工作狀態(tài)，為該階段的工作提供時(shí)間標(biāo)志與依據(jù)。標(biāo)

24、志與依據(jù)。取指周期取指周期FTFT從從M M取出指令并送入取出指令并送入IRIR；公操作公操作修改修改PCPC。目的周期目的周期DTDT執(zhí)行周期執(zhí)行周期ET ET _ _各指令都需經(jīng)歷的最后一個(gè)工作階各指令都需經(jīng)歷的最后一個(gè)工作階段段 取指結(jié)束時(shí)，按操作碼和尋址方式取指結(jié)束時(shí)，按操作碼和尋址方式(R/(R/非非R R尋址尋址) )轉(zhuǎn)相應(yīng)工作周期。轉(zhuǎn)相應(yīng)工作周期。 （非寄存器尋址）依據(jù)指令寄存器（非寄存器尋址）依據(jù)指令寄存器IRIR的源地址段信的源地址段信息進(jìn)行操作，形成源地址，讀取源操作數(shù)，暫存于息進(jìn)行操作，形成源地址，讀取源操作數(shù)，暫存于C C。源周期源周期STST （非寄存器尋址）依據(jù)指令

25、寄存器（非寄存器尋址）依據(jù)指令寄存器IRIR的目的地址段的目的地址段信息進(jìn)行操作，形成目的地址放入信息進(jìn)行操作，形成目的地址放入MARMAR，或讀取目的操，或讀取目的操作數(shù)暫存于作數(shù)暫存于D D 。 按操作碼完成相應(yīng)操作按操作碼完成相應(yīng)操作( (傳送、運(yùn)算、取轉(zhuǎn)移地址傳送、運(yùn)算、取轉(zhuǎn)移地址送入送入PCPC、返回地址壓棧保存、返回地址壓棧保存) )；后續(xù)指令地址送入；后續(xù)指令地址送入MARMAR。中斷周期中斷周期ITITDMADMA周期周期DMATDMATFTSTDTETY單單 雙雙 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)DMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？YDMAT中斷請(qǐng)求？中斷請(qǐng)求？NNYIT1 1）時(shí)鐘周期時(shí)間：）時(shí)鐘周期時(shí)間：CPUCPU

26、內(nèi)部數(shù)據(jù)通路操作內(nèi)部數(shù)據(jù)通路操作訪問(wèn)主存的操作訪問(wèn)主存的操作2 2、時(shí)鐘周期、時(shí)鐘周期( (節(jié)拍節(jié)拍) )T T完成一步操作：完成一步操作：模型機(jī)以模型機(jī)以主存訪問(wèn)周期主存訪問(wèn)周期作為作為時(shí)鐘周期的寬度時(shí)鐘周期的寬度。這里設(shè)置為這里設(shè)置為1 1微秒微秒 要完成一個(gè)工作周期的工作，又需將其分為若干步。如：要完成一個(gè)工作周期的工作，又需將其分為若干步。如：從主存中讀取源操作數(shù)（源周期從主存中讀取源操作數(shù)（源周期ST）。）。 形成源地址形成源地址讀取源操作數(shù)讀取源操作數(shù)暫存于暫存于C2 2）時(shí)鐘周期數(shù)：）時(shí)鐘周期數(shù)：一個(gè)工作周期中的時(shí)鐘數(shù)一個(gè)工作周期中的時(shí)鐘數(shù)可變可變。 每個(gè)時(shí)鐘周期的末尾發(fā)一個(gè)工作

27、脈沖每個(gè)時(shí)鐘周期的末尾發(fā)一個(gè)工作脈沖P P，作為各，作為各種同步脈沖的來(lái)源。種同步脈沖的來(lái)源。3 3、工作脈沖、工作脈沖P P1ST TP P打入寄存器打入寄存器進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換（時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)器（時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)器T計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/將將T清零）清零）每個(gè)工作周期第一拍每個(gè)工作周期第一拍T=0T=0，每開(kāi)始一個(gè)新節(jié)拍每開(kāi)始一個(gè)新節(jié)拍T T計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)，工作周期結(jié)束時(shí)工作周期結(jié)束時(shí)T T清清0 0。用用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T T控制時(shí)鐘周控制時(shí)鐘周期數(shù)期數(shù)將計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)器T T的計(jì)數(shù)值譯碼，產(chǎn)生時(shí)鐘周期狀態(tài)，如的計(jì)數(shù)值譯碼，產(chǎn)生時(shí)鐘周期狀態(tài)，如T T0 0、T T1 1、T T2 2。3.5.2 指令流程圖與操

28、作時(shí)間表指令流程圖與操作時(shí)間表1 1、取指周期、取指周期FTFT擬定指令流程：擬定指令流程：初始化時(shí)置入初始化時(shí)置入FTFT，確定各工作周期中每拍完成的具體確定各工作周期中每拍完成的具體操作（寄存器傳送級(jí)）。操作（寄存器傳送級(jí)）。列操作時(shí)間表：列操作時(shí)間表： 列出每一步操作所需的微命令及產(chǎn)生列出每一步操作所需的微命令及產(chǎn)生條件。條件。1 1）進(jìn)入）進(jìn)入FTFT的方式和條件的方式和條件FTFTS SR RD DC CQ QQ Q總清總清1 1程序正常運(yùn)行時(shí)同步打入程序正常運(yùn)行時(shí)同步打入FTFT。1 FT1 FTCPFTCPFT1 FT1 FT= = ET(1 DMAT 1 IT)ET(1 DMA

29、T 1 IT)+ IT + IT + + FTSTDTETY單單 雙雙 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)DMA請(qǐng)求？請(qǐng)求？YDMAT中斷請(qǐng)求？中斷請(qǐng)求？NNYITDMAT(1 DMAT 1 IT)DMAT(1 DMAT 1 IT)2 2）流程圖：）流程圖：工作周期中每拍完成的具體操作工作周期中每拍完成的具體操作1 ST1 STFTFT0 0：PC+1 PCPC+1 PCM IRM IR3 3）操作時(shí)間表：）操作時(shí)間表：每一步操作所需的微命令及產(chǎn)生條件每一步操作所需的微命令及產(chǎn)生條件FTFT0 0：電位型微命令電位型微命令脈沖型微命令脈沖型微命令M IRM IREMAR,EMAR, R,R, SIRSIRPC+1 PCPC

30、+1 PCPC A,PC A,A+1,A+1,DMDMCPPCCPPC1 DT1 DT1 ET1 ET或或 或或 CPFT( P)CPFT( P)CPST( P)CPST( P)CPDT( P)CPDT( P)CPET( P)CPET( P)CPT ( P)CPT ( P)工作周期中，每拍結(jié)束時(shí)發(fā)工作周期中，每拍結(jié)束時(shí)發(fā)CPTCPT；工作周期結(jié)束時(shí)，；工作周期結(jié)束時(shí)，5 5個(gè)時(shí)序打入命令都發(fā)。個(gè)時(shí)序打入命令都發(fā)。移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR2 2、MOVMOV指令指令F

31、T0FT0：M IRM IR，1 1）流程圖）流程圖：各工作周期中每拍完成的具體操作各工作周期中每拍完成的具體操作例例1 1：MOV R0MOV R0，R1R1；源數(shù)源數(shù)ET0ET0：R1 R0R1 R0PC MARPC MARET1ET1：例例2 2：MOV(R0),(R1)MOV(R0),(R1)； FT0FT0：M IRM IR，PC+1 PCPC+1 PCST0ST0：R1 MARR1 MARST1ST1：M MDR CM MDR CDT0DT0：R0 MARR0 MAR目的地址目的地址ET0ET0：C MDRC MDRET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC

32、MARPC+1 PCPC+1 PC形地形地取源操作數(shù)，取源操作數(shù)，暫存于暫存于C C，需需5 5步。步。PC+1 PCPC+1 PCST0ST0：PC MARPC MARDT1DT1：M MDR CM MDR CDT0DT0：C MDRC MDR源數(shù)源數(shù)ET0ET0：C+R1 MARC+R1 MARET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MARPC+1 PCPC+1 PC例例3 3：MOV X(R0),X(R1)MOV X(R0),X(R1)；FT0FT0： M IRM IRM MDR CM MDR CST1ST1：ST2ST2：ST3ST3：ST4ST4：PC MA

33、RPC MARM MDR DM MDR D形地形地PC+1 PCPC+1 PCDT2DT2：DT3DT3：D+R0 MARD+R0 MAR目的地址目的地址取目的地址，取目的地址，暫存于暫存于MARMAR，需需4 4步。步。源數(shù)送存儲(chǔ)器，源數(shù)送存儲(chǔ)器，需需3 3步。步。2 2）操作時(shí)間表）操作時(shí)間表RiMAR R (R) -(R) I/(R)+ (R)+ X(R)RiMARRi1Ri MARRiMARPCMARMMDR C MMDR C MMDR C MMDR C MMDR CRi1RiRi1RiPC1PCCMARCRiMARMMDR C MMDR CST0ST1ST2ST3ST4SPSP(10

34、0)(100) PCPC(111)(111)PSWPSW(101)(101)操作碼操作碼寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 尋址方式尋址方式15 12 11 9 8 6 5 3 2 0目的目的源源 ST0 PR0AIR5IR4IR3XR1AIR5IR4IR3XR2AIR5IR4IR3XR3AIR5IR4IR3XSPAIR5IR4IR3XPCAIR5IR4IR3XS3S2S1S0M-(R)S3S2S1S0MC0-(R) DMT+1DMT+1移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D

35、PSW MDRCPMARCPR0同同R0A條件條件CPR1同同R1A條件條件 CPR2同同R2A條件條件CPR3同同R3A條件條件CPSP同同SPA條件條件CPTPCPMARCPR0同同R0A條件條件CPR1同同R1A條件條件 CPR2同同R2A條件條件CPR3同同R3A條件條件CPSP同同SPA條件條件CPTPRiMAR R (R) -(R) I/(R)+ (R)+ X(R)MMDR CRi1Ri MARRiMARPCMARMMDR C MMDR C MMDR C MMDR C MMDR CRi1RiRi1RiPC1PCCMARCRiMARMMDR C MMDR CST0ST1ST2ST3S

36、T4 ST1 PMDRBS3S2S1S0MDM1ST (R)- (R)1DT (R)- (R)DR1ET (R)- (R)DRT+1 (R)- (R)EMARRSMDRCPCCPST(P)CPDT(P)CPET(P)CPFT(P)CPT(P)CPCCPST(P)CPDT(P)CPET(P)CPFT(P)CPT(P)移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR3 3、雙操作數(shù)指令、雙操作數(shù)指令取目的數(shù)，暫存于取目的數(shù)，暫存于D D。例：例：ADD X(R1), (PC)+ ADD X(R

37、1), (PC)+ ；FT0FT0：M IRM IR，PC+1 PCPC+1 PC源操作數(shù)源操作數(shù)ST0ST0：PC MARPC MARST1ST1：M MDR CM MDR CST2ST2：PC+1 PCPC+1 PCDT0DT0： PC MARPC MARDT1DT1： M MDR DM MDR DDT2DT2： PC+1 PCPC+1 PC形式地址形式地址DT3DT3： D+R1 MARD+R1 MARDT4DT4： M MDR DM MDR D目的數(shù)目的數(shù)ET0ET0： C+D MDRC+D MDRET1ET1： MDR MMDR MET2ET2： PC MARPC MAR4 4、單操

38、作數(shù)指令、單操作數(shù)指令FT0FT0：M IRM IR，例：例：COM -(R0)COM -(R0)；DT0DT0：R0-1 R0R0-1 R0 、MARMARDT1DT1：M MDR DM MDR DET0ET0：ET1ET1：MDR MMDR MET2ET2：PC MARPC MARPC+1 PCPC+1 PCD MDRD MDR與雙操作數(shù)指與雙操作數(shù)指令的令的DTDT相同相同取指取指取操作數(shù)取操作數(shù)OP RjRjOP DMDRMDR MPC MAR(與雙操作數(shù)指與雙操作數(shù)指令的令的DT相同相同)DR DRFTDTET0ET1ET25 5、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移JMP/JMP/返回指令返回指令RSTRS

39、T取指取指PCMARPC1PCMARRiPCMARRiMARRiMARPCMARMMDRPC，MARMMDRPC，MARMMDRCRi1RiPCCPC，MARFTET0ET1ET2NJP JP、RST PC PC SKP R (R) RST (R)+ X(PC)SKPSKPR R（R R）（R)+R)+按按R R指示從指示從M M取轉(zhuǎn)移地址取轉(zhuǎn)移地址, ,修改修改R R。（SP)+SP)+X(PC)X(PC)執(zhí)行再下條指令。執(zhí)行再下條指令。從從R R取轉(zhuǎn)移地址。取轉(zhuǎn)移地址。按按R R指示從指示從M M取轉(zhuǎn)移地址。取轉(zhuǎn)移地址。從堆棧取返回地址從堆棧取返回地址, ,修改修改SPSP。以以PCPC內(nèi)

40、容為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移內(nèi)容為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移。（RSTRST）JMP JMP 寄寄 尋尋 方式方式 NZVCNZVC存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器0030H0036H單元的內(nèi)容如圖所示。試問(wèn)：?jiǎn)卧膬?nèi)容如圖所示。試問(wèn)： (1)轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行后，應(yīng)該執(zhí)行哪條傳送指令？轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行后，應(yīng)該執(zhí)行哪條傳送指令？ (2)用寄存器傳送語(yǔ)句用寄存器傳送語(yǔ)句(如如PCMAR)分別寫(xiě)出分別寫(xiě)出JMP指令和指令和該條該條MOV指令的指令流程。指令的指令流程。 6 6、轉(zhuǎn)子指令、轉(zhuǎn)子指令JSRJSRFTST0ST1ST2ET0ET1ET2ET3取指取指PCMARPC1PCMARRiMARRiMARMMDRCMMDRCRi1RiNJSR JRS SP-1

41、SPMARPCMDRMDR MRiPC,MARSP-1SPMARPCMDRMDR MCPC,MARPC PC R (R) (R)+ 從主從主存中存中讀取讀取子程子程序的序的入口入口子程序入口子程序入口地址送入地址送入PC、MAR保存返回保存返回地址地址JSR JSR 寄寄 尋尋 方式方式 NZVCNZVCSP-1 SPSP-1 SPMDR MMDR MST1ST1：PC MDRPC MDR在在STST形成子程序入口；在形成子程序入口；在ETET保存返回地址，并轉(zhuǎn)保存返回地址，并轉(zhuǎn)子程序入口。子程序入口。ST0ST0：、MARMAR例：例：JSRJSR（R2R2）；）； FT0FT0： M IR

42、M IR，PC+1 PCPC+1 PCET0ET0：R2 MARR2 MARET1ET1：M MDR CM MDR C子程序子程序入口入口C PCC PC、MARMAR返回地返回地址壓棧址壓棧ET2ET2：ET3ET3：7 7、中斷周期、中斷周期ITIT8 DMA8 DMA周期周期9 9 啟動(dòng)與復(fù)位啟動(dòng)與復(fù)位 總清信號(hào)使總清信號(hào)使PC=0PC=0、MAR=0MAR=0、FT=1FT=1。 0 0號(hào)單元存放一條轉(zhuǎn)移指令號(hào)單元存放一條轉(zhuǎn)移指令(JMP(JMP指令指令) )，緊跟著，緊跟著的的1 1號(hào)單元存放轉(zhuǎn)移地址，即監(jiān)控程序入口地址。號(hào)單元存放轉(zhuǎn)移地址，即監(jiān)控程序入口地址。 監(jiān)控程序使全機(jī)初始化

43、，可以接收鍵盤命令。監(jiān)控程序使全機(jī)初始化，可以接收鍵盤命令。 歸納微命令歸納微命令, ,綜合化簡(jiǎn)條件綜合化簡(jiǎn)條件, ,用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)。用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)。1.1.微命令邏輯條件的綜合化簡(jiǎn)微命令邏輯條件的綜合化簡(jiǎn)例：例：FT0FT0 +MOV(ST1+ST4+MOV(ST1+ST4+) )CPPC CPPC = = FT0FT0+ +P P +MOV(ST2+DT1) X P+MOV(ST2+DT1) X P + +3.5.2 微命令的綜合與產(chǎn)生微命令的綜合與產(chǎn)生 遍歷全部操作時(shí)間表，列出全機(jī)在各種工作狀態(tài)下遍歷全部操作時(shí)間表，列出全機(jī)在各種工作狀態(tài)下所需的所有微命令。所需的所有微命令。R/

44、W R/W = =2.2.邏輯實(shí)現(xiàn)邏輯實(shí)現(xiàn) 傳統(tǒng)的方法是直接用門電路實(shí)現(xiàn)上述邏輯式，傳統(tǒng)的方法是直接用門電路實(shí)現(xiàn)上述邏輯式，這一組電路泛稱微命令發(fā)生器。這一組電路泛稱微命令發(fā)生器。 現(xiàn)在廣泛采用現(xiàn)在廣泛采用PLAPLA門陣列實(shí)現(xiàn)。門陣列實(shí)現(xiàn)。3.6 3.6 微程序控制方式微程序控制方式3.6.1微程序控制的基本原理微程序控制的基本原理1.1.基本思想基本思想 設(shè)計(jì)不規(guī)整。設(shè)計(jì)不規(guī)整。對(duì)于不同的指令與不同的安排，所構(gòu)對(duì)于不同的指令與不同的安排，所構(gòu)成的微命令形成電路也就不同。成的微命令形成電路也就不同。 不易修改和擴(kuò)展。不易修改和擴(kuò)展。設(shè)計(jì)結(jié)果用印制電路板設(shè)計(jì)結(jié)果用印制電路板( (硬連邏硬連邏輯

45、輯) )固定下來(lái)后，很難修改與擴(kuò)展。固定下來(lái)后，很難修改與擴(kuò)展。 微命令不是由組合邏輯電路產(chǎn)生，而是由微指令譯碼產(chǎn)生。微命令不是由組合邏輯電路產(chǎn)生，而是由微指令譯碼產(chǎn)生。 一條機(jī)器指令往往分成幾步執(zhí)行，將每一步操作所需的若干一條機(jī)器指令往往分成幾步執(zhí)行，將每一步操作所需的若干微命令以代碼形式編寫(xiě)在一條微指令中。微命令以代碼形式編寫(xiě)在一條微指令中。若干條微指令組成一段微程序，對(duì)應(yīng)一條機(jī)器指令。若干條微指令組成一段微程序，對(duì)應(yīng)一條機(jī)器指令。 在設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)CPUCPU時(shí)，根據(jù)指令系統(tǒng)的需要，事先編制好時(shí)，根據(jù)指令系統(tǒng)的需要，事先編制好每段微程序，且將它們存入一個(gè)專用存儲(chǔ)器每段微程序，且將它們存入一個(gè)

46、專用存儲(chǔ)器( (稱為控制稱為控制存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器) )中。中。2.2.邏輯組成邏輯組成控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM微指令存儲(chǔ)器微指令存儲(chǔ)器IR譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段微地址寄微地址寄存器存器AR微地址形微地址形成電路成電路指令代碼指令代碼運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)IRPSWPC3.3.工作過(guò)程工作過(guò)程 在微程序中有一條和兩三條取機(jī)器指令用的微指令，其微在微程序中有一條和兩三條取機(jī)器指令用的微指令，其微命令實(shí)現(xiàn)取指操作，屬于微程序的公用部分。命令實(shí)現(xiàn)取指操作，屬于微程序的公用部分?？刂拼鎯?chǔ)器控制存儲(chǔ)器CM微指令存儲(chǔ)器微指令存儲(chǔ)器IR譯碼器譯碼器微命令序列微命令序列

47、微命令字段微命令字段 微地址字段微地址字段微地址寄微地址寄存器存器AR微地址形微地址形成電路成電路指令代碼指令代碼運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)IRPSWPC 在機(jī)器指令周期開(kāi)始時(shí)，先讀取在機(jī)器指令周期開(kāi)始時(shí)，先讀取“取指微指令取指微指令”。 根據(jù)機(jī)器指令中的操作碼，通過(guò)微地址形成電路，找根據(jù)機(jī)器指令中的操作碼，通過(guò)微地址形成電路，找到與該機(jī)器指令所對(duì)應(yīng)的微程序入口地址。到與該機(jī)器指令所對(duì)應(yīng)的微程序入口地址。 逐條取出對(duì)應(yīng)的微指令并執(zhí)行逐條取出對(duì)應(yīng)的微指令并執(zhí)行。 執(zhí)行完對(duì)應(yīng)于機(jī)器指令的一段微程序后，返回執(zhí)行完對(duì)應(yīng)于機(jī)器指令的一段微程序后，返回“取指取指微指令微指令”。3.6.2微指令的編碼方式與微地址的形

48、成方式微指令的編碼方式與微地址的形成方式微指令的編碼方式微指令的編碼方式（1 1）直接控制法）直接控制法( (不譯法不譯法) )微指令中的一位就是一個(gè)微命令，直接對(duì)應(yīng)一種微操作微指令中的一位就是一個(gè)微命令，直接對(duì)應(yīng)一種微操作例例. . 某微指令某微指令不需譯碼，產(chǎn)生微命令的速度快；不需譯碼，產(chǎn)生微命令的速度快； C C0 0 R W R W1 1 11 1 1C C0=0=0 0 進(jìn)位初值為進(jìn)位初值為0 01 1 進(jìn)位初值為進(jìn)位初值為1 1R R= =0 0 不讀不讀1 1 讀讀0 0 不寫(xiě)不寫(xiě)1 1 寫(xiě)寫(xiě)W W= =微指令中通常只有個(gè)別位采用直接控制法。微指令中通常只有個(gè)別位采用直接控制法。

49、信息的表示效率低。信息的表示效率低。（2 2）分段直接編譯法）分段直接編譯法例例. .對(duì)加法器輸入端進(jìn)行控制。對(duì)加法器輸入端進(jìn)行控制。將微指令分為若干小字段，各段獨(dú)立地通過(guò)譯碼電將微指令分為若干小字段，各段獨(dú)立地通過(guò)譯碼電路定義其編碼含義，一種編碼對(duì)應(yīng)一種微命令。路定義其編碼含義，一種編碼對(duì)應(yīng)一種微命令。000 000 不發(fā)命令不發(fā)命令微指令中設(shè)置微指令中設(shè)置AIAI字段，控制字段，控制加法器的輸入選擇。加法器的輸入選擇。 加法器加法器 A BR、CD、ECD、FAIAI3010 C A010 C A100 E A100 E A001 R A001 R A011 D A011 D A微命令分組

50、原則：微命令分組原則：同類操作中同類操作中互斥互斥的的微命令放同一字段。微命令放同一字段。不能同時(shí)出現(xiàn)不能同時(shí)出現(xiàn)（3 3）分段間接編譯法）分段間接編譯法例例. . 微命令由本字段編碼和其他字段解釋共同給微命令由本字段編碼和其他字段解釋共同給出。出。C C = C A C A 設(shè)置解釋位或解釋字段設(shè)置解釋位或解釋字段解釋位解釋位1 1 A A為某類命令為某類命令0 0 A A為常數(shù)為常數(shù)（4 4）其他編碼方法）其他編碼方法1) 1) 微指令譯碼與機(jī)器指令譯碼復(fù)合控制微指令譯碼與機(jī)器指令譯碼復(fù)合控制例例. .機(jī)器指令機(jī)器指令 寄存器號(hào)寄存器號(hào) 寄存器傳寄存器傳A微指令微指令譯碼器譯碼器譯碼器譯碼

51、器001001R AR A R1 A A門門例例. . 2) 2) 微地址參與解釋微地址參與解釋004004微地址微地址微指令微指令 取指標(biāo)志取指標(biāo)志 變址標(biāo)志變址標(biāo)志 011011將將2626個(gè)只有一條或少數(shù)幾條微指令才使用的微命令稱為個(gè)只有一條或少數(shù)幾條微指令才使用的微命令稱為局部性微命令，它們共占微指令的一位，具體含義由該局部性微命令，它們共占微指令的一位，具體含義由該微指令所在的微地址參與解釋微指令所在的微地址參與解釋1.1.時(shí)序系統(tǒng)時(shí)序系統(tǒng)P P 微指令周期微指令周期 微指令微指令打入打入 IR數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)通路操作操作 結(jié)果打結(jié)果打入目的入目的地，地，讀取后續(xù)讀取后續(xù)微指令微指令后續(xù)

52、微后續(xù)微地址打地址打入入 AR3.6.4 模型機(jī)的微程序設(shè)計(jì)模型機(jī)的微程序設(shè)計(jì)2.2.微指令格式微指令格式按數(shù)據(jù)通路各段操作劃分字段，同類操作中互斥按數(shù)據(jù)通路各段操作劃分字段，同類操作中互斥的微命令放同一字段。的微命令放同一字段。 （1）格式）格式基本數(shù)據(jù)通路操作基本數(shù)據(jù)通路操作 輔助操作輔助操作 AI BI SM C AI BI SM C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4順序控制順序控制 訪存操作訪存操作 （2）各字段功能）各字段功能1）基本數(shù)據(jù)通路操作）基本數(shù)據(jù)通路操作AIAI： A輸入選擇輸入

53、選擇 000 無(wú)輸入無(wú)輸入 001 RiRi A A010 C AC A011 D AD A100 PC APC AR0R0R3R3、SPSP、PC PC 移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR AI BI SM C AI BI SM C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4BIBI： B輸入選擇輸入選擇 000 無(wú)輸入無(wú)輸入 001 RiRi B B010 C BC B011 D BD

54、B100 MDR BMDR BSMSM： ALUALU功能選擇功能選擇 S S3 3S S2 2S S1 1S S0 0M M C C0 0： 初始進(jìn)位選擇初始進(jìn)位選擇S S： 移位選擇移位選擇R0R0R3R3、PSW PSW 00 0 C0 C0 001 1 C1 C0 010 PSWPSW0 0 C C0 000 DM(直傳直傳) 01 SL(左移左移) 10 SR(右移右移) 11 EX(高、低高、低字節(jié)交換字節(jié)交換) 移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR移位器移位器選擇

55、器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDR移位器移位器選擇器選擇器AALU選擇器選擇器B功能功能控制控制選擇選擇控制控制移位控制移位控制R0 R3C D PC SPR0 R3C D PSW MDRZOZO： 結(jié)果分配結(jié)果分配001 CPRiCPRi R0R0R3R3、SPSP、PCPC、PSW PSW 2）訪存操作）訪存操作EMAREMAR、R R、W W 3）輔助操作）輔助操作00 無(wú)操作無(wú)操作 01 開(kāi)中斷開(kāi)中斷 10 關(guān)中斷關(guān)中斷 11 SIR SIR AI BI SM C AI BI SM

56、C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4000 無(wú)輸出，不發(fā)打入脈沖無(wú)輸出，不發(fā)打入脈沖 010 CPC CPC 011 CPD CPD 100 CPIR CPIR 101 CPMAR CPMAR 110 CPMDR CPMDR 111 CPPC CPPC AI BI SM C AI BI SM C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 44）順序控制）順序控制增量增量斷定斷定 0000 順序執(zhí)行順序執(zhí)行 9種種 指

57、明微地址形成方式指明微地址形成方式 SCSC： 0001 無(wú)條件轉(zhuǎn)移無(wú)條件轉(zhuǎn)移 0010 按操作碼分支按操作碼分支 0111 轉(zhuǎn)微子程序轉(zhuǎn)微子程序 1000 返回微主程序返回微主程序 增量增量 斷定斷定 增量增量 0011 按操作碼與按操作碼與DR分支分支 0100 按按J與與PC分支分支 0101 按源尋址方式分支按源尋址方式分支 0110 按目的尋址方式分支按目的尋址方式分支 AI BI SM C AI BI SM C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4M IRM IR：000 000000 00

58、0 00000 00000 00 0000 00 000 1 1 0 11 0000 000 1 1 0 11 0000無(wú)輸入無(wú)輸入無(wú)輸入無(wú)輸入A減減10C0直傳直傳 無(wú)輸出無(wú)輸出地址使能地址使能讀讀SIR微程序微程序順序執(zhí)順序執(zhí)行行 AI BI SM C AI BI SM C0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4100 000100 00010010 10010 01 00 111 0 0 0 00 000001 00 111 0 0 0 00 0000PC+1 PCPC+1 PC：000 00000

59、0 00000000 00000 00 0000 00 000 0 0 0 00 000 0 0 0 00 00100010PCACPPC無(wú)輸入無(wú)輸入SC=0010SC=0010按操作碼分支（按操作碼分支（4 4路）路）MOVMOV雙雙單單JMP/JSRJMP/JSR3.3.微程序的編制微程序的編制（1）編寫(xiě)順序）編寫(xiě)順序按指令執(zhí)行順序編寫(xiě)：按指令執(zhí)行順序編寫(xiě)：取機(jī)器指令取機(jī)器指令 功能轉(zhuǎn)移功能轉(zhuǎn)移 執(zhí)行執(zhí)行 按操作碼編碼順序，逐級(jí)分類編寫(xiě)：按操作碼編碼順序，逐級(jí)分類編寫(xiě)：MOVMOV指令、指令、 雙操作數(shù)指令、雙操作數(shù)指令、 單操作數(shù)指令、單操作數(shù)指令、 轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移指令 SC=0000SC

60、=0000 順序執(zhí)行順序執(zhí)行現(xiàn)行微地址現(xiàn)行微地址+1+1SC=0001SC=0001 無(wú)條件轉(zhuǎn)無(wú)條件轉(zhuǎn)現(xiàn)行微指令給出轉(zhuǎn)移微地址現(xiàn)行微指令給出轉(zhuǎn)移微地址SC=0111SC=0111 轉(zhuǎn)微子程序轉(zhuǎn)微子程序 現(xiàn)行微指令給出微子程序現(xiàn)行微指令給出微子程序入口入口SC=1000SC=1000 返回微主程序返回微主程序從返回從返回微地址寄存器微地址寄存器取返取返回微地址回微地址將同類斷定依據(jù)及其所對(duì)應(yīng)的微地址放在相應(yīng)的將同類斷定依據(jù)及其所對(duì)應(yīng)的微地址放在相應(yīng)的微微地址形成表地址形成表中，用中，用SCSC字段選取。字段選取。 斷定方式斷定方式（2）后繼微地址的實(shí)現(xiàn)）后繼微地址的實(shí)現(xiàn)增量方式增量方式微地址形成