計算機組成原理第十章控制單元設(shè)計

1、第十章第十章 控制單元的設(shè)計控制單元的設(shè)計10.1 組合邏輯設(shè)計組合邏輯設(shè)計10.2 微程序設(shè)計微程序設(shè)計一、組合邏輯控制單元框圖一、組合邏輯控制單元框圖1. . CU CU 外特性外特性IR節(jié)拍發(fā)生器節(jié)拍發(fā)生器CUT0T1TnCLK（機器主頻）（機器主頻）標志標志0 12n-1C0C1Cn操作碼譯碼操作碼譯碼n 位操作碼位操作碼 2. .節(jié)拍信號節(jié)拍信號CLKT0T1T2T3時鐘周期時鐘周期機器周期機器周期機器周期機器周期T0T1T2T3T0T1T2T34計數(shù)邏輯計數(shù)器計數(shù)器38譯碼器譯碼器ABcy2cy1cy3cy4B Acy1 cy2 cy3 cy40 01 0 0 00 10 1 0

2、01 00 0 1 01 10 0 0 1二二. .微操作的節(jié)拍安排微操作的節(jié)拍安排采用采用 同步控制方式同步控制方式CPU 內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用非總線方式內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用非總線方式一個一個 機器周期機器周期 內(nèi)有內(nèi)有 3 個節(jié)拍（時鐘周期）個節(jié)拍（時鐘周期） M D RPC M A RIRACCU時鐘時鐘ALUC1C2C5C9C0C10C3C7C4C6C12C11C8控制信號控制信號標志標志控制控制信號信號1. 安排微操作時序的原則安排微操作時序的原則原則一原則一 微操作的微操作的 先后順序不得先后順序不得 隨意隨意 更改更改原則二原則二 被控對象不同被控對象不同 的微操作的微操作 盡量安排在盡量安排在

3、 一個節(jié)拍一個節(jié)拍 內(nèi)完成內(nèi)完成原則三原則三 占用占用 時間較短時間較短 的微操作的微操作 盡量盡量 安排在安排在 一個節(jié)拍一個節(jié)拍 內(nèi)完成內(nèi)完成 并并允許有先后順序允許有先后順序2. 取指周期取指周期 微操作的微操作的 節(jié)拍安排節(jié)拍安排PC MARM ( MAR ) MDRMDR IR( PC ) + 1 PC原則二原則二原則二原則二原則三原則三3. 間址周期間址周期 微操作的微操作的 節(jié)拍安排節(jié)拍安排M ( MAR ) MDRMDR Ad（IR）T0T1T2T0T1T21 ROP ( IR ) IDAd ( IR ) MAR1 R4. 執(zhí)行周期執(zhí)行周期 微操作的微操作的 節(jié)拍安排節(jié)拍安排

4、CLA COM SHRT0T1T2T0T1T2T0T1T2AC0 AC0L ( AC ) R ( AC )0 ACAC AC CSL STP ADD X STA XR ( AC ) L ( AC )AC0 ACnT0T1T20 GT0T1T2T0T1T2T0T1T2Ad ( IR ) MARM ( MAR ) MDR ( AC ) + ( MDR ) ACAd ( IR ) MARAC MDRMDR M ( MAR )1 R1 W LDA X JMP X BAN XT0T1T2Ad ( IR ) MARM ( MAR ) MDRMDR ACT0T1T2T0T1T2Ad ( IR ) PC1 R

5、A0 Ad ( IR ) + A0 PC PC5. 中斷周期中斷周期 微操作的微操作的 節(jié)拍安排節(jié)拍安排T0T1T20 MARPC MDRMDR M ( MAR )硬件關(guān)中斷硬件關(guān)中斷向量地址向量地址 PC中斷隱指令完成中斷隱指令完成1 W三、組合邏輯設(shè)計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表T2T1T0 FE取指取指 JMPLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記PC MAR1 RM(MAR) MDR ( PC ) +1 PCMDR IROP( IR ) ID1 IND1 EXII間址特征間址特征三、組合邏

6、輯設(shè)計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表T2T1T0 IND 間址間址JMPLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記Ad (IR) MAR1 RM(MAR) MDR MDR Ad (IR)1 EXIND間址周期標志間址周期標志T2T1T0 EX執(zhí)行執(zhí)行 JMPLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記Ad (IR) MAR1 RM(MAR) MDR AC MDR(AC)+(MDR) ACMDR M(MAR) MDR AC0 AC三、組合邏輯設(shè)

7、計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表1 W三、組合邏輯設(shè)計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表T2T1T0 FE取指取指 JMPLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記PC MAR1 RM(MAR) MDR ( PC ) +1 PCMDR IROP( IR ) ID1 IND1 EXII1111111111111111111111111111111111111111111111三、組合邏輯設(shè)計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表T2T1T0 IND 間址間址JM

8、PLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記Ad (IR) MAR1 RM(MAR) MDR MDR Ad (IR)1 EXIND11111111111111111111三、組合邏輯設(shè)計步驟三、組合邏輯設(shè)計步驟1. 列出操作時間表列出操作時間表T2T1T0 EX執(zhí)行執(zhí)行 JMPLDASATADDCOMCLA微操作命令信號微操作命令信號狀態(tài)狀態(tài)條件條件節(jié)拍節(jié)拍工作工作周期周期標記標記Ad (IR) MAR1 RM(MAR) MDR AC MDR(AC)+(MDR) ACMDR M(MAR) MDR AC0 AC1 W11111111

9、111112. 寫出微操作命令的最簡表達式寫出微操作命令的最簡表達式= FE T1 + IND T1 ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) + EX T1 ( ADD +LDA )M ( MAR ) MDR= T1 FE + IND ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) + EX ( ADD +LDA ) 3. 畫出邏輯圖畫出邏輯圖特點特點 思路清晰思路清晰 簡單明了簡單明了 龐雜龐雜 調(diào)試困難調(diào)試困難 修改困難修改困難 速度快速度快&11&FEINDEXLDAADDJMPBANSTAT1M ( MAR) MDR（RISC）&

10、amp;一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生1951 英國劍橋大學(xué)教授英國劍橋大學(xué)教授 Wilkes 完成完成一條機器指令一條機器指令微操作命令微操作命令 1微操作命令微操作命令 2微操作命令微操作命令 n微指令微指令 110100000微指令微指令 n微程序微程序00010010存儲邏輯存儲邏輯一條機器指令對應(yīng)一個微程序一條機器指令對應(yīng)一個微程序存入存入 ROM二、微程序控制單元框圖及工作原理二、微程序控制單元框圖及工作原理1. 機器指令對應(yīng)的微程序機器指令對應(yīng)的微程序M+1MM+2P+1KK+2PP+2K+1取指周期微程序取指周期微程序?qū)?yīng)對應(yīng) LDA 操作的微程序操作的微程序

11、對應(yīng)對應(yīng) STA 操作的微程序操作的微程序間址周期微程序間址周期微程序中斷周期微程序中斷周期微程序2. 微程序控制單元的基本框圖微程序控制單元的基本框圖 微地址微地址 形成部件形成部件順序邏輯順序邏輯CMAR地址譯碼地址譯碼控制存儲器控制存儲器標志標志CLK下地址下地址CMDR至至 CPU 內(nèi)部和系統(tǒng)總線的控制信號內(nèi)部和系統(tǒng)總線的控制信號 OPIR操作控制操作控制順序控制順序控制微指令基本格式微指令基本格式二、微程序控制單元框圖及工作原理二、微程序控制單元框圖及工作原理M+1MM+2P+1KK+2PP+2K+1取指周期取指周期 微程序微程序?qū)?yīng)對應(yīng) LDA 操作的微程序操作的微程序?qū)?yīng)對應(yīng) S

12、TA 操作的微程序操作的微程序間址周期間址周期 微程序微程序中斷周期中斷周期 微程序微程序M+1M+2P+1P+2K+1K+2MM轉(zhuǎn)執(zhí)行周期微程序轉(zhuǎn)執(zhí)行周期微程序轉(zhuǎn)取指周期微程序轉(zhuǎn)取指周期微程序3. 工作原理工作原理控存控存M+1MM+2P+1QQ+2PP+2Q+1取指周期取指周期 微程序微程序?qū)?yīng)對應(yīng) LDA 操操作的微程序作的微程序?qū)?yīng)對應(yīng) ADD 操操作的微程序作的微程序Q+1Q+2MM+1M+2P+1P+2M對應(yīng)對應(yīng) STA 操操作的微程序作的微程序K+1K+2MKK+2K+1LDA XADD YSTA Z主存主存STP用戶程序用戶程序3. 工作原理工作原理(1) 取指階段取指階段M

13、CMARCM ( CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令形成下條微指令地址形成下條微指令地址Ad (CMDR ) CMARCM (CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令A(yù)d (CMDR ) CMARCM (CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令M + + 1M + + 2PC MAR1 RM ( MAR ) MDR( PC ) + + 1 PCMDR IR0 0 1 0 0 0 0M + + 21 0 0 0 0 1M+ +1M0 1 0 0 1 0M+ +2M + + 1形成下條微指令地址形成下條微指令地址執(zhí)行取指微程序執(zhí)行取指微程序(2) 執(zhí)行階段執(zhí)行階

14、段CM ( CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令A(yù)d (CMDR ) CMARCM (CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令A(yù)d (CMDR ) CMARCM (CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令OP ( IR ) 微地址形成部件微地址形成部件 CMAR( P CMAR )Ad (CMDR ) CMARAd ( IR ) MAR1 RM ( MAR ) MDRMDR AC0 0 0 0 0 0 1 0P + + 2 M執(zhí)行執(zhí)行 LDA 微程序微程序 形成下條微指令地址形成下條微指令地址 P + + 1形成下條微指令地址形成下條微指令地址 P + + 2

15、形成下條微指令地址形成下條微指令地址 M( M CMAR )0 1 0 0 0P+ +2P + + 10 0 0 1 0 0 1P+ +1P(3) 取指階段取指階段CM ( CMAR ) CMDR由由 CMDR 發(fā)命令發(fā)命令M CMAR PC MAR1 R1 0 0 0 0 1M+ +1M全部微指令存在全部微指令存在 CM 中中，程序執(zhí)行過程中，程序執(zhí)行過程中 只需讀出只需讀出關(guān)鍵關(guān)鍵 微指令的微指令的 操作控制字段如何形成微操作命令操作控制字段如何形成微操作命令 微指令的微指令的 后繼地址如何形成后繼地址如何形成執(zhí)行取指微程序執(zhí)行取指微程序三、微指令的編碼方式（控制方式）三、微指令的編碼方式

16、（控制方式）1. 直接編碼（直接控制）方式直接編碼（直接控制）方式 在微指令的操作控制字段中在微指令的操作控制字段中 每一位代表一個微操作命令每一位代表一個微操作命令速度最快速度最快下地址下地址控制信號控制信號操作控制操作控制某位為某位為 “1” 表示該控制信號有效表示該控制信號有效2. 字段直接編碼方式字段直接編碼方式將微指令的控制字段分成若干將微指令的控制字段分成若干 “段段”每段經(jīng)譯碼后發(fā)出控制信號每段經(jīng)譯碼后發(fā)出控制信號每個字段中的命令是每個字段中的命令是 互斥互斥 的的譯碼譯碼譯碼譯碼譯碼譯碼下地址下地址操作控制操作控制控制信號控制信號縮短縮短 了微指令了微指令 字長字長，增加增加

17、了譯碼了譯碼 時間時間微程序執(zhí)行速度較慢微程序執(zhí)行速度較慢3. 字段間接編碼方式字段間接編碼方式4. 混合編碼混合編碼直接編碼和字段編碼（直接和間接）混合使用直接編碼和字段編碼（直接和間接）混合使用5. 其他其他字段字段 1字段字段 2譯碼譯碼譯碼譯碼譯碼譯碼操作控制操作控制控制信號控制信號字段字段 n 下地址下地址控制信號控制信號四、微地址形成四、微地址形成1、公操作入口地址、公操作入口地址取址階段第一條微指令的地址取址階段第一條微指令的地址存入存入0號或號或1號單元號單元2、初始微地址的形成、初始微地址的形成公操作后第一條微指令的地址公操作后第一條微指令的地址與操作碼有關(guān)與操作碼有關(guān) 微地

18、址微地址=OPC(常數(shù)常數(shù))例如：例如： ADD 001 SUB 010 INC 011 DEC 100 若常數(shù)若常數(shù)C選選000，則，則ADD指令初始微地址指令初始微地址=001000B二級功能轉(zhuǎn)移法二級功能轉(zhuǎn)移法微地址不但與操作碼有關(guān)，還與操作碼的類型有關(guān)微地址不但與操作碼有關(guān)，還與操作碼的類型有關(guān)例如：例如：指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)算術(shù)指令算術(shù)指令001邏輯指令邏輯指令010轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0指令指令110ADD 001MUL 110若常數(shù)取若常數(shù)取0000，則，則ADD 微指令的地址微指令的地址=00100100003、后繼微地址形成、后繼微地址形成增量計數(shù)器法增量計數(shù)器法CMAR=CMAR+1分支轉(zhuǎn)

19、移分支轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移地址操作控制字段操作控制字段 轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移方式 指明判別條件指明判別條件轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移地址 指明轉(zhuǎn)移成功后的去向指明轉(zhuǎn)移成功后的去向4. 后繼微指令地址形成方式原理圖后繼微指令地址形成方式原理圖 多路選擇多路選擇地址地址選擇選擇+ + 1CMAR地址譯碼地址譯碼下地址下地址轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移方式CMDR控制存儲器控制存儲器控制信號控制信號 分支分支 邏輯邏輯標志標志微程序入口微程序入口OPIR 微地址微地址 形成部件形成部件五、微指令格式五、微指令格式1. 水平型微指令水平型微指令如如 直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、

20、 直接和字段混合編碼直接和字段混合編碼2. 垂直型微指令垂直型微指令類似機器指令操作碼類似機器指令操作碼 的方式的方式一次能定義并執(zhí)行多個并行操作一次能定義并執(zhí)行多個并行操作由微操作碼字段規(guī)定微指令的功能由微操作碼字段規(guī)定微指令的功能3. 兩種微指令格式的比較兩種微指令格式的比較(1) 水平型微指令比垂直型微指令水平型微指令比垂直型微指令 并行操作能力強并行操作能力強 靈活性強靈活性強(2) 水平型微指令執(zhí)行一條機器指令所要的水平型微指令執(zhí)行一條機器指令所要的 微指令微指令 數(shù)目少，速度快數(shù)目少，速度快(3) 水平型微指令水平型微指令 用較短的微程序結(jié)構(gòu)換取較長的用較短的微程序結(jié)構(gòu)換取較長的

21、微指令結(jié)構(gòu)微指令結(jié)構(gòu)(4) 水平型微指令與機器指令水平型微指令與機器指令 差別大差別大六、靜態(tài)微程序設(shè)計和動態(tài)微程序設(shè)計六、靜態(tài)微程序設(shè)計和動態(tài)微程序設(shè)計靜態(tài)靜態(tài) 微程序無需改變，采用微程序無需改變，采用 ROM動態(tài)動態(tài) 通過通過 改變微指令改變微指令 和和 微程序微程序 改變機器指令改變機器指令 有利于仿真，采用有利于仿真，采用 EPROM七、毫微程序設(shè)計七、毫微程序設(shè)計1. 毫微程序設(shè)計的基本概念毫微程序設(shè)計的基本概念微程序設(shè)計微程序設(shè)計 用用 微程序解釋機器指令微程序解釋機器指令毫微程序設(shè)計毫微程序設(shè)計 用用 毫微程序解釋微程序毫微程序解釋微程序毫微指令與微指令毫微指令與微指令 的關(guān)系好

22、比的關(guān)系好比 微指令與機器指令微指令與機器指令 的關(guān)系的關(guān)系2、毫微程序控制存儲器的基本組成毫微程序控制存儲器的基本組成 控制存儲器控制存儲器 （微程序）（微程序）CMAR1MOPOP轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移地址垂直型垂直型微指令微指令I(lǐng)R+ + 1CMDR1CMAR2 控制存儲器控制存儲器（毫微程序）（毫微程序）水平型微指令水平型微指令控制信號控制信號CMDR2八、串行微程序控制和并行微程序控制八、串行微程序控制和并行微程序控制取第取第 i+1 條微指令條微指令執(zhí)行第執(zhí)行第 i 條微指令條微指令取第取第 i 條微指令條微指令執(zhí)行第執(zhí)行第 i+1 條微指令條微指令執(zhí)行第執(zhí)行第 i 條微指令條微指令取第取第

23、 i 條微指令條微指令取第取第 i+1 條微指令條微指令 執(zhí)行第執(zhí)行第 i+1 條微指令條微指令取第取第 i+2 條微指令條微指令 執(zhí)行第執(zhí)行第 i+2 條微指令條微指令串行串行 微程序控制微程序控制并行并行 微程序控制微程序控制1. 寫出對應(yīng)機器指令的微操作及節(jié)拍安排寫出對應(yīng)機器指令的微操作及節(jié)拍安排假設(shè)假設(shè) CPU 結(jié)構(gòu)與組合邏輯相同結(jié)構(gòu)與組合邏輯相同(1) 取指階段微操作分析取指階段微操作分析T0T1T2PC MARM ( MAR ) MDR( PC ) + 1 PCMDR IROP ( IR ) 微地址形成部件微地址形成部件九、微程序設(shè)計舉例九、微程序設(shè)計舉例1 R若一個若一個 T 內(nèi)

24、安排一條微指令內(nèi)安排一條微指令則取指操作需則取指操作需 3 條微指令條微指令3 條微指令條微指令A(yù)d ( CMDR ) CMAROP ( IR ) 微地址形成部件微地址形成部件 CMAR還需考慮還需考慮 如何讀出如何讀出 這這 3 條微指令條微指令 ?(2) 取指階段的微操作及節(jié)拍安排取指階段的微操作及節(jié)拍安排考慮到需要考慮到需要 形成后繼微指令的地址形成后繼微指令的地址T0T1T2T3T4T51R( PC )+1PCOP ( IR )微地址形成部件微地址形成部件MARPCCMARAd ( CMDR )MDRM ( MAR )CMARAd ( CMDR )IRMDRCMAROP ( IR )(

25、3) 執(zhí)行階段的微操作及節(jié)拍安排執(zhí)行階段的微操作及節(jié)拍安排考慮到需形成后繼微指令的地址考慮到需形成后繼微指令的地址取指微程序的入口地址取指微程序的入口地址 M由微指令下地址字段指出由微指令下地址字段指出 非訪存指令非訪存指令 CLA 指令指令T0T1 COM 指令指令T0T1Ad ( CMDR )CMARACACCMARAd ( CMDR )AC0 CSL 指令指令T0T1 STP 指令指令T1Ad ( CMDR )CMARAC0ACnT0CMARAd ( CMDR )G0L ( AC )R ( AC ) SHR 指令指令T0T1AC0AC0R ( AC )L ( AC )CMARAd ( C

26、MDR ) 訪存指令訪存指令 ADD 指令指令T0T1T2T3T4T5Ad ( IR )MARAd ( CMDR )CMARM ( MAR )MDRAd ( CMDR )CMAR( AC ) + ( MDR )ACAd ( CMDR )CMAR1R STA 指令指令T0T1T2T3T4T5Ad (IR)MARAd ( CMDR )CMARACMDRAd ( CMDR )CMARMDRM(MAR)Ad ( CMDR )CMAR1W LDA 指令指令T0T1T2T3T4T5Ad ( IR )MARAd ( CMDR )CMARM ( MAR )MDRAd ( CMDR )CMARMDRACAd (

27、 CMDR )CMAR1R全部微操作全部微操作 20個個微指令微指令 38條條 轉(zhuǎn)移類指令轉(zhuǎn)移類指令 JMP 指令指令T0T1Ad ( IR)PCAd ( CMDR )CMAR BAN 指令指令T0T1Ad ( CMDR )CMARA0 Ad ( IR ) + A0 ( PC )PC2. 確定微指令格式確定微指令格式(1) 微指令的編碼方式微指令的編碼方式(2) 后繼微指令的地址形成方式后繼微指令的地址形成方式采用直接控制采用直接控制由機器指令的操作碼通過微地址形成部件形成由機器指令的操作碼通過微地址形成部件形成由微指令的下地址字段直接給出由微指令的下地址字段直接給出(3) 微指令字長微指令字

28、長由由 20 個微操作個微操作確定確定 操作控制字段操作控制字段 最少最少 20 位位由由 38 條微指令條微指令確定微指令的確定微指令的 下地址字段下地址字段 為為 6 位位微指令字長微指令字長 可取可取 20 6 26 位位(4) 微指令字長的確定微指令字長的確定1 條條18 條條38 條微指令中有條微指令中有 19 條條是關(guān)于后繼微指令地址是關(guān)于后繼微指令地址CMAROP ( IR )CMARAd ( CMDR )CMAR其中其中若用若用 Ad ( CMDR ) 直接送控存地址線直接送控存地址線則則 省去了打入省去了打入 CMAR 的時間，省去了的時間，省去了 CMAR同理同理OP (

29、IR )微地址形成部件微地址形成部件 控存地址線控存地址線可省去可省去 19 條微指令，條微指令，2 個微操作個微操作 38 19 19 下地址字段最少取下地址字段最少取 5 位位 20 2 18操作控制字段最少取操作控制字段最少取 18 位位18位位考慮留有一定的余量考慮留有一定的余量取操作控制字段取操作控制字段下地址字段下地址字段5位位共共30位位(6) 定義微指令操作控制字段每一位的微操作定義微指令操作控制字段每一位的微操作0 1 2 23 24 29 24位位6位位多路選擇多路選擇OPIR下地址下地址控制存儲器控制存儲器CMDR控制信號控制信號 微地址微地址 形成部件形成部件(5) 省

30、去了省去了 CMAR 的控制存儲器的控制存儲器3. 編寫微指令碼點編寫微指令碼點1116LDA12111ADD11004COM03CLA111011100 微指令微指令 地址地址(八進制八進制) 微程序微程序 名稱名稱1100 1 10000 0 00100 0 10000 0 00000 0 00000 1 0微指令（二進制代碼微指令（二進制代碼）操作控制字段操作控制字段下地址字段下地址字段1170010 0 0取指取指0220 000 0 100100 1 00000 0 0272625242310432129280 150（一）單項選擇題（一）單項選擇題1.微程序控制器中，機器指令與微指

31、令的關(guān)系是微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是 B 。 A. 每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行B. 每一條機器指令由一段微指令編寫的微程序來解釋執(zhí)行每一條機器指令由一段微指令編寫的微程序來解釋執(zhí)行C. 每一條機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行每一條機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D. 一條微指令由若干條機器指令組成一條微指令由若干條機器指令組成2.由于由于CPU內(nèi)部的操作速度較快，而內(nèi)部的操作速度較快，而CPU訪問一次主存所花訪問一次主存所花的時間較長，因此機器周期通常用的時間較長，因此機器周期通常用 A 來規(guī)定。來規(guī)定。 A. 主存中讀取一個指令

32、字的最短時間主存中讀取一個指令字的最短時間 B. 主存中讀取一個數(shù)據(jù)字的最長時間主存中讀取一個數(shù)據(jù)字的最長時間 C. 主存中寫入一個數(shù)據(jù)字的平均時間主存中寫入一個數(shù)據(jù)字的平均時間 D. 主存中讀取一個數(shù)據(jù)字的平均時間主存中讀取一個數(shù)據(jù)字的平均時間 3.在計算機系統(tǒng)中表征系統(tǒng)運行時序狀態(tài)的部件是在計算機系統(tǒng)中表征系統(tǒng)運行時序狀態(tài)的部件是 D 。A. 程序計數(shù)器程序計數(shù)器 B. 累加計數(shù)器累加計數(shù)器 C. 中斷計數(shù)器中斷計數(shù)器 D. 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字514計算機操作的最小時間單位是（計算機操作的最小時間單位是（ A ）。）。A. 時鐘周期時鐘周期 B指令周期指令周期 C. CPU周期周期 D.

33、 微指令周期微指令周期5程序狀態(tài)字寄存器用來存放（程序狀態(tài)字寄存器用來存放（ D ）。）。A算術(shù)運算結(jié)果算術(shù)運算結(jié)果B邏輯運算結(jié)果邏輯運算結(jié)果C運算類型運算類型 D算術(shù)、邏輯運算及測試指令的結(jié)果狀態(tài)算術(shù)、邏輯運算及測試指令的結(jié)果狀態(tài)6.硬布線控制器是一種（硬布線控制器是一種（A）控制器。）控制器。A組合邏輯組合邏輯B時序邏輯時序邏輯C存儲邏輯存儲邏輯D同步邏輯同步邏輯7組合邏輯控制器中，微操作信號的形成主要與（組合邏輯控制器中，微操作信號的形成主要與（B）信號）信號有關(guān)。有關(guān)。A指令操作碼和地址碼指令操作碼和地址碼B指令譯碼信號和時鐘指令譯碼信號和時鐘C操作碼和條件碼操作碼和條件碼D狀態(tài)信號和

34、條件狀態(tài)信號和條件8. 某寄存器中的值有時是地址，有時是數(shù)據(jù)，這只有計算機的（某寄存器中的值有時是地址，有時是數(shù)據(jù)，這只有計算機的（C）才能識別它。）才能識別它。A譯碼器譯碼器B判斷程序判斷程序C指令指令 D時序信號時序信號529. 下列部件中不屬于執(zhí)行部件的是（下列部件中不屬于執(zhí)行部件的是（ A ）。）。A. 控制器控制器 B. 存儲器存儲器 C. 運算器運算器 D. 外圍設(shè)備外圍設(shè)備10微程序控制器中，微程序的入口地址是由（微程序控制器中，微程序的入口地址是由（C） 形成形成的。的。A. 機器指令的地址碼字段機器指令的地址碼字段 B. 微指令的微地址碼字段微指令的微地址碼字段C. 機器指令

35、的操作碼字段機器指令的操作碼字段 D. 微指令的微操作碼字段微指令的微操作碼字段11用用PLA可編程器件設(shè)計的操作控制器稱為可編程器件設(shè)計的操作控制器稱為PLA控制器。從技控制器。從技術(shù)實現(xiàn)的途徑來說，術(shù)實現(xiàn)的途徑來說，PLA控制器是一種（控制器是一種（B） 。A.用存儲邏輯技術(shù)設(shè)計的控制器用存儲邏輯技術(shù)設(shè)計的控制器B. 用組合邏輯技術(shù)設(shè)計的控制器用組合邏輯技術(shù)設(shè)計的控制器C.用微程序技術(shù)設(shè)計的控制器用微程序技術(shù)設(shè)計的控制器 D. 都不是都不是12有關(guān)運算器的描述，（有關(guān)運算器的描述，（C）是正確的。）是正確的。A. 只做加法只做加法 B. 只做算術(shù)運算只做算術(shù)運算C. 既做算術(shù)運算又做邏輯運

36、算既做算術(shù)運算又做邏輯運算 D. 只做邏輯運只做邏輯運13在微程序控制中在微程序控制中,把操作控制信號編成把操作控制信號編成(A)。A. 微指令微指令 B. 微地址微地址 C. 操作碼操作碼 D. 程序程序5314微地址是指微指令的微地址是指微指令的(D)。A. 在主存的存儲位置在主存的存儲位置B. 在堆棧的存儲位置在堆棧的存儲位置C. 在磁盤的存儲位置在磁盤的存儲位置D. 在控制存儲器的存儲位置在控制存儲器的存儲位置15CPU中通用寄存器的長度取決于中通用寄存器的長度取決于(B)。A. 存儲器容量存儲器容量 B. 機器字長機器字長 C. 指令長度指令長度 D. CPU功能功能16在運算器中在

37、運算器中,必須有一個部件能提供在內(nèi)存中的地址必須有一個部件能提供在內(nèi)存中的地址,服務(wù)于服務(wù)于就讀指令就讀指令,并接收下條將被執(zhí)行的指令地址并接收下條將被執(zhí)行的指令地址,這個部件是這個部件是(B)。A. 指令寄存器指令寄存器 B. 控制器控制器 C. 運算器和控制器運算器和控制器 D. 運算器運算器,控制器和主存控制器和主存 17在計算機系統(tǒng)中在計算機系統(tǒng)中,表征系統(tǒng)運行狀態(tài)的部件是表征系統(tǒng)運行狀態(tài)的部件是(C)。A. 指令寄存器指令寄存器 B. 程序計數(shù)器程序計數(shù)器 C. 程序狀態(tài)寄存器程序狀態(tài)寄存器 D. 地址譯碼器地址譯碼器5418指令譯碼器對（指令譯碼器對（ B ）進行譯碼。）進行譯碼。

38、A. 整條指令整條指令 B. 指令中的操作碼字段指令中的操作碼字段C. 指令的地址指令的地址 C. 指令中的操作數(shù)字段指令中的操作數(shù)字段19機器指令代碼中地址字段的作用是（機器指令代碼中地址字段的作用是（C），微指令代碼），微指令代碼中地址字段的作用是（中地址字段的作用是（A）A 確定執(zhí)行順序確定執(zhí)行順序 B. 存取地址存取地址 C. 存取數(shù)據(jù)存取數(shù)據(jù) D. 存儲指令存儲指令20組合邏輯控制器組合邏輯控制器,微操作信號的形成主要與微操作信號的形成主要與(B)信號有關(guān)。信號有關(guān)。A. 指令操作碼和地址碼指令操作碼和地址碼 B. 指令譯碼信號和時鐘指令譯碼信號和時鐘C. 操作碼和條件碼操作碼和條件

39、碼 D. 狀態(tài)信號和條件狀態(tài)信號和條件21某寄存器中的信息有時是地址某寄存器中的信息有時是地址,有時是數(shù)據(jù)有時是數(shù)據(jù),這只有計算機的這只有計算機的(C)才能識別它。才能識別它。A. 譯碼器譯碼器 B. 判斷程序判斷程序 C. 指令指令 D. 時序信號時序信號55 （二）綜合應(yīng)用題（二）綜合應(yīng)用題1 假設(shè)主機框圖如下圖所示，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，假設(shè)主機框圖如下圖所示，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。箭頭表示信息傳送方向。 (1)標明圖中標明圖中X、Y、Z、W四個寄存器的名稱。四個寄存器的名稱。 (2)簡述取指令的數(shù)據(jù)通路。簡述取指令的數(shù)據(jù)通路。 (3)簡述取數(shù)指令和

40、存數(shù)指令執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路。簡述取數(shù)指令和存數(shù)指令執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路。 【解解】： (1)圖中圖中X為存儲器數(shù)據(jù)寄存器為存儲器數(shù)據(jù)寄存器M DR，Y為存儲器地址為存儲器地址寄存器寄存器MAR，Z為指令寄存器為指令寄存器IR，W為程序計數(shù)器為程序計數(shù)器PC。 (2)取指令的數(shù)據(jù)通路是：取指令的數(shù)據(jù)通路是：W Y M X Z。 (3)取數(shù)指令是將指令地址碼字段指出的存儲單元的內(nèi)容讀到取數(shù)指令是將指令地址碼字段指出的存儲單元的內(nèi)容讀到AC中。由于圖中中。由于圖中X(MDR)與與AC無直接通路，要經(jīng)過無直接通路，要經(jīng)過ALU實現(xiàn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，故執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路是：傳送，故執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路是：X

41、(或或z) Y M X ALU AC。 存數(shù)指令是將存數(shù)指令是將AC的內(nèi)容存入指令地址碼字段指出的存儲單元中，的內(nèi)容存入指令地址碼字段指出的存儲單元中，其執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路是先置地址其執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)通路是先置地址x(或或z) Y M，然后，然后AC X M。56 主機框圖主機框圖57 2 設(shè)設(shè)CPU內(nèi)有下列部件：內(nèi)有下列部件：Pc、IR、SP、Ac、MAR、MDR和和CU，要求：要求： (1)寫出完成間接尋址的取數(shù)指令寫出完成間接尋址的取數(shù)指令LDA x(將主存某單元的內(nèi)容將主存某單元的內(nèi)容取至取至Ac中中)的信息流。的信息流。 (2)畫出中斷周期的信息流，并簡要說明。畫出中斷周期的信息流，并

42、簡要說明。 【解解】: (1)完成間接尋址的取數(shù)指令包括取指、間址和執(zhí)行三完成間接尋址的取數(shù)指令包括取指、間址和執(zhí)行三個階段。個階段。 取指階段的信息流：取指階段的信息流： PC MAR 地址線地址線 CU發(fā)出讀存儲器命令發(fā)出讀存儲器命令 M 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 MDR IR，至此指令讀至，至此指令讀至IR OP(IR) CU，指令操作碼送，指令操作碼送CU分析分析 (Pc)+1 Pc，形成下一條指令地址，形成下一條指令地址 間址階段的信息流：間址階段的信息流： MDR(或或IR)的地址碼字段的地址碼字段 MAR 地址線地址線 CU發(fā)出讀存儲器命令發(fā)出讀存儲器命令 M 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 MDR，至此有效

43、地址讀至，至此有效地址讀至MDR58執(zhí)行階段的信息流：執(zhí)行階段的信息流： MDR MAR 地址線地址線 CU發(fā)出讀存儲器命令發(fā)出讀存儲器命令 M 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 MDR Ac，至此數(shù)據(jù)讀至，至此數(shù)據(jù)讀至Ac中中 (2)中斷周期的信息流中斷周期的信息流 在中斷周期內(nèi)需將程序斷點在中斷周期內(nèi)需將程序斷點(在在Pc中中)保存起來，通常把斷點保存起來，通常把斷點存入堆棧。假設(shè)進棧操作是先修改堆棧指針，后存入數(shù)據(jù)，存入堆棧。假設(shè)進棧操作是先修改堆棧指針，后存入數(shù)據(jù)，則中斷周期的信息流如下圖所示。具體可描述為：則中斷周期的信息流如下圖所示。具體可描述為： CU控制控制 (SP)-1 SP MAR 地址線地址

44、線 CU發(fā)出寫存儲器命令發(fā)出寫存儲器命令 Pc MDR 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 存儲器存儲器 CU將向量地址將向量地址(硬件向量法硬件向量法)或中斷識別程序入口地址或中斷識別程序入口地址(軟件軟件查詢法查詢法)一一Pc。59 中斷周期信息流中斷周期信息流603回答下列問題：回答下列問題： (1)一個完整的指令周期包括哪些一個完整的指令周期包括哪些CPU工作周期工作周期? (2)中斷周期前和中斷周期后各是中斷周期前和中斷周期后各是CPU的什么工作周期的什么工作周期? (3)DMA周期前和周期前和DMA周期后各是周期后各是CPU的什么工作周期的什么工作周期? 【解解】 (1)一個完整的指令周期包括取指周期、

45、間址周期、執(zhí)行周期一個完整的指令周期包括取指周期、間址周期、執(zhí)行周期和中斷周期。其中取指和執(zhí)行周期是每條指令都有的。間址周和中斷周期。其中取指和執(zhí)行周期是每條指令都有的。間址周期只有間接尋址期只有間接尋址(存儲器間接尋址存儲器間接尋址)的指令才有。中斷周期只有的指令才有。中斷周期只有在條件滿足時才有。在條件滿足時才有。 (2)中斷周期前是執(zhí)行周期，中斷周期后是取指周期。中斷周期前是執(zhí)行周期，中斷周期后是取指周期。 (3)DMA周期前可以是取指周期、執(zhí)行周期前可以是取指周期、執(zhí)行(取數(shù)和存數(shù)取數(shù)和存數(shù))周期或中周期或中斷周期，斷周期，DMA周期后也可以是取指周期、執(zhí)行周期后也可以是取指周期、執(zhí)行

46、(取數(shù)或存數(shù)取數(shù)或存數(shù))周周期或中斷周期?？傊?，期或中斷周期?？傊?，DMA周期前后都是存取周期。周期前后都是存取周期。61 4設(shè)設(shè)CPU內(nèi)的部件有：內(nèi)的部件有：Pc、IR、MAR、MDR、Acc、ALU、CU，且采用非總線結(jié)構(gòu)。且采用非總線結(jié)構(gòu)。 (1)寫出取指周期的全部微操作。寫出取指周期的全部微操作。 (2)寫出取數(shù)指令寫出取數(shù)指令LDA x，存數(shù)指令，存數(shù)指令STA x，加法指令，加法指令A(yù)DD x(x均均為主存地址為主存地址) 在執(zhí)行階段所需的全部微操作。在執(zhí)行階段所需的全部微操作。 (3)當上述指令均為間接尋址時，寫出執(zhí)行這些指令所需的全當上述指令均為間接尋址時，寫出執(zhí)行這些指令所需

47、的全部微操作。部微操作。 (4)寫出無條件轉(zhuǎn)移指令寫出無條件轉(zhuǎn)移指令JMP Y和結(jié)果為零則轉(zhuǎn)指令和結(jié)果為零則轉(zhuǎn)指令BAZ Y在執(zhí)在執(zhí)行階段所需的全部微操作。行階段所需的全部微操作。 【解解】： (1)取指周期的全部微操作取指周期的全部微操作 Pc MAR ;現(xiàn)行指令地址現(xiàn)行指令地址 MAR 1 R ;命令存儲器讀命令存儲器讀 M(MAR) MDR ;現(xiàn)行指令從存儲器中讀至現(xiàn)行指令從存儲器中讀至MDR MDR IR ;現(xiàn)行指令現(xiàn)行指令 IR OP(IR) CU ;指令的操作碼指令的操作碼 CU譯碼譯碼 (Pc)+1 PC ;形成下一條指令的地址形成下一條指令的地址 62 (2) 取數(shù)指令取數(shù)指令

48、LDA x執(zhí)行階段所需的全部微操作執(zhí)行階段所需的全部微操作 Ad(IR) MAR ;指令的地址碼字段指令的地址碼字段 MAR 1 R ;命令存儲器讀命令存儲器讀 M(MAR) MDR ;操作數(shù)從存儲器中讀至操作數(shù)從存儲器中讀至MDR MDR ACC ;操作數(shù)操作數(shù) ACC 存數(shù)指令存數(shù)指令STA x執(zhí)行階段所需的全部微操作執(zhí)行階段所需的全部微操作 Ad(IR) MAR ;指令的地址碼字段指令的地址碼字段 MAR 1 W ;命令存儲器寫命令存儲器寫 ACC MDR ;欲寫入的數(shù)據(jù)欲寫入的數(shù)據(jù) MDR MDR M(MAR) ;數(shù)據(jù)寫至存儲器中數(shù)據(jù)寫至存儲器中 加法指令加法指令A(yù)DD X執(zhí)行階段所需

49、的全部微操作執(zhí)行階段所需的全部微操作 Ad(IR) MAR ;指令的地址碼字段指令的地址碼字段 MAR 1 R ;命令存儲器讀命令存儲器讀 M(MAR) MDR ;操作數(shù)從存儲器中讀至操作數(shù)從存儲器中讀至MDR (ACC)+(MDR) ACC ;兩數(shù)相加結(jié)果送兩數(shù)相加結(jié)果送ACC63 (3)當上述指令為間接尋址時，需增加間址周期的微操作。這當上述指令為間接尋址時，需增加間址周期的微操作。這三條指令在間址周期的微操作是相同的，即三條指令在間址周期的微操作是相同的，即 Ad(IR) MAR ;指令的地址碼字段指令的地址碼字段 MAR 1 R ;命令存儲器讀命令存儲器讀 M(MAR) MDR ;有效

50、地址從存儲器中讀至有效地址從存儲器中讀至MDR 進入執(zhí)行周期，三條指令的第一個微操作均為進入執(zhí)行周期，三條指令的第一個微操作均為 MDR MAR(有效地址送有效地址送MAR)，其余微操作不變。，其余微操作不變。 (4) 無條件轉(zhuǎn)移指令無條件轉(zhuǎn)移指令JMF Y執(zhí)行階段的微操作執(zhí)行階段的微操作 Ad(IR) PC ;轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移(目標目標)地址地址Y PC 結(jié)果為零則轉(zhuǎn)指令結(jié)果為零則轉(zhuǎn)指令BAZ Y執(zhí)行階段的微操作執(zhí)行階段的微操作 ZAd(IR) Pc ;當當Z=1時，轉(zhuǎn)移時，轉(zhuǎn)移(目標目標)地址地址Y PC (Z為標記觸發(fā)器，結(jié)果為為標記觸發(fā)器，結(jié)果為0時時Z=1)645. 5. 設(shè)某機主頻為設(shè)某機

51、主頻為8MHz8MHz，每個機器周期平均含，每個機器周期平均含2 2個時鐘周期，個時鐘周期，每條指令平均有每條指令平均有2.52.5個機器周期，試問該機的平均指令執(zhí)行速度個機器周期，試問該機的平均指令執(zhí)行速度為多少為多少MIPS?MIPS?若機器主頻不變，但每個機器周期平均含若機器主頻不變，但每個機器周期平均含4 4個時鐘個時鐘周期，每條指令平均有周期，每條指令平均有5 5個機器周期，則該機的平均指令執(zhí)行速個機器周期，則該機的平均指令執(zhí)行速度又是多少度又是多少MIPS?MIPS?由此可得出什么結(jié)論由此可得出什么結(jié)論? ? 【解解】 根據(jù)主頻為根據(jù)主頻為8 M Hz8 M Hz，得，得 時鐘周期

52、為時鐘周期為: 1: 18=0.125us8=0.125us， 機器周期為機器周期為: 0.125 x 2=0.25 us: 0.125 x 2=0.25 us， 指令周期為指令周期為: 0.25 x 2.5=0.625 us: 0.25 x 2.5=0.625 us。 (1)(1)平均指令執(zhí)行速度為平均指令執(zhí)行速度為1 10.625=1.6 MIPS0.625=1.6 MIPS。 (2)(2)若機器主頻不變，機器周期含若機器主頻不變，機器周期含4 4個時鐘周期，每條指令個時鐘周期，每條指令平均含平均含5 5個機器周期，則指令周期為個機器周期，則指令周期為0.125 x 4 x 5=2.5 u

53、s0.125 x 4 x 5=2.5 us，故，故平均指令執(zhí)行速度為平均指令執(zhí)行速度為1 12.5=0.4 MIPS,2.5=0.4 MIPS,， (3)(3)可見機器的速度并不完全取決于主頻。可見機器的速度并不完全取決于主頻。656 某某CPU的主頻為的主頻為8 MHz，若已知每個機器周期，若已知每個機器周期平均包含平均包含4個時鐘周期，該機的平均指令執(zhí)行速度為個時鐘周期，該機的平均指令執(zhí)行速度為0.8 MIPS，試求該機的平均指令周期及每個指令周期，試求該機的平均指令周期及每個指令周期含幾個機器周期含幾個機器周期?若改用時鐘周期為若改用時鐘周期為0.4 us的的CPU芯片，芯片，則計算機的

54、平均指令執(zhí)行速度為多少則計算機的平均指令執(zhí)行速度為多少MIPS?若要得到若要得到平均每秒平均每秒40萬次的指令執(zhí)行速度，則應(yīng)采用主頻為多萬次的指令執(zhí)行速度，則應(yīng)采用主頻為多少的少的CPU芯片芯片? 66 【解解】 由主頻為由主頻為8 MHz，得時鐘周期為，得時鐘周期為18=0.125 us，機器周期為，機器周期為0.125 x 4=0.5us。 (1)根據(jù)平均指令執(zhí)行速度為根據(jù)平均指令執(zhí)行速度為0.8 MIPS，得，得平均指令周期為平均指令周期為: 10.8=1.25 us。 (2)每個指令周期含每個指令周期含1.250.5=2.5個機器周期。個機器周期。 (3)若改用時鐘周期為若改用時鐘周期

55、為0.4 uS的的CPU芯片，即主頻為芯片，即主頻為10.4=2.5 MHz，則根據(jù)平均指令速度與機器主頻有，則根據(jù)平均指令速度與機器主頻有關(guān)，得平均指令執(zhí)行速度為關(guān)，得平均指令執(zhí)行速度為: (0.8 MIPS x 2.5 MHz)8 MHz=0.25 MIPS。 (4)若要得到平均每秒若要得到平均每秒40萬次的指令執(zhí)行速度，即萬次的指令執(zhí)行速度，即0.4 MIPS，則，則CPU芯片的主頻應(yīng)為芯片的主頻應(yīng)為: (8 MHz x 0.4 MIPS)0.8 MIPS=4 MHz。67 7 已知單總線計算機結(jié)構(gòu)如下圖已知單總線計算機結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其中所示，其中M為主存，為主存，XR為變址寄存器，

56、為變址寄存器，EAR為有效地址寄存器，為有效地址寄存器，LATC H為暫存器。假為暫存器。假設(shè)指令地址已存于設(shè)指令地址已存于PC中，畫出中，畫出ADD X，D指令周期信息流程圖，指令周期信息流程圖，并列出相應(yīng)的控制信號序列。并列出相應(yīng)的控制信號序列。 說明：說明： (1)ADD X，D指令字中指令字中X為變址寄存器為變址寄存器XR，D為形式地址。為形式地址。 (2)寄存器的輸入和輸出均受控制信號控制，如寄存器的輸入和輸出均受控制信號控制，如PCi表示表示PC的的輸入控制信號，又如輸入控制信號，又如MDR0表示表示MDR的輸出控制信號。的輸出控制信號。 (3)凡是需要經(jīng)過總線實現(xiàn)寄存器之間的傳送

57、，需在流程圖中凡是需要經(jīng)過總線實現(xiàn)寄存器之間的傳送，需在流程圖中注明，如注明，如PC Bus MAR，相應(yīng)的控制信號為，相應(yīng)的控制信號為PC0，和，和MARi。 【解解】 完成完成ADD X，D指令取指周期和執(zhí)行周期的信息流程及指令取指周期和執(zhí)行周期的信息流程及相應(yīng)的控制信號如下圖相應(yīng)的控制信號如下圖2所示，圖中所示，圖中Ad(IR)為形式地址。為形式地址。 68 圖圖1. 單總線計算機結(jié)構(gòu)示意圖單總線計算機結(jié)構(gòu)示意圖69 圖圖2. 完成完成ADD X,D指令的信息流程及相應(yīng)控制信號指令的信息流程及相應(yīng)控制信號708. 已知某機器采用微程序控制方式，其控制存儲器容已知某機器采用微程序控制方式，

58、其控制存儲器容量為量為51248位。微指令字長位。微指令字長48位，微指令可在整個存位，微指令可在整個存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共4個（直個（直接控制），微指令采用水平型格式，如圖所示。接控制），微指令采用水平型格式，如圖所示。 I 操作字段操作字段 I 順序控制順序控制 I 1) 微指令中的三個字段分別應(yīng)為多少位？微指令中的三個字段分別應(yīng)為多少位？ 2）畫出圍繞這種微指令格式的微程序控制器邏輯框）畫出圍繞這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖。圖。 答：從題中可知下地址字段答：從題中可知下地址字段9位（位（512字長）；判別測字長）；判別測

59、試字段試字段4位，微指令操作控制字段位，微指令操作控制字段48-9-4=35位。位。 2）略）略 微指令字段判別測試字段 下地址字段71 9. 已知某已知某CPU采用微程序控制方式，其控制存儲器容量為采用微程序控制方式，其控制存儲器容量為512*32bit(其中其中512是地址長度即地址范圍，是地址長度即地址范圍，32表示為位數(shù)）。表示為位數(shù)）。微程序可以在整個控制存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，控制微程序轉(zhuǎn)移的微程序可以在整個控制存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，控制微程序轉(zhuǎn)移的條件由條件由5個，微程序采用水平型格式，后續(xù)微地址采用斷定方式。個，微程序采用水平型格式，后續(xù)微地址采用斷定方式。微指令格式為微指令格式為: 說

60、明微指令中的三個地址段應(yīng)分別為多少位？說明微指令中的三個地址段應(yīng)分別為多少位？ 解：已知控制存器有解：已知控制存器有512個單元個單元,故下一條微地址段應(yīng)為故下一條微地址段應(yīng)為9bit 。又已知有又已知有5個測試條件，若采用直接表示法，故需個測試條件，若采用直接表示法，故需5位。這樣微位。這樣微命令字段即為命令字段即為32-5-9=18bit。因此，微指令格式為。因此，微指令格式為: 18bit 5bit 9bit 微命令微命令 判別測試判別測試下一條微地址下一條微地址 微操作碼微操作碼判別測試判別測試下一條微地址下一條微地址72 10. 某計算機字長某計算機字長16位，位，采用采用16位定長指令字結(jié)構(gòu)，部分數(shù)據(jù)通