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微程序控制器的相关概念

发布时间:2019-07-10 05:58 来源:未知 编辑:admin

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  控制存储器用来存放实现全部指令系统的微程序,它是一种只读存储器。一旦微程序固化,机器运行时则只读不写。其工作过程是:每读出一条微指令,则执行这条微指令;接着又读出下一条微指令,又执行这一条微指令……。读出一条微指令并执 行微指令的时间总和称为一个微指令周期。通常,在串行方式的微程序控制器中,微指令周期就是只读存储器的工作周期。控制存储器的字长就是微指令字的长度,其存储容量视机器指令系统而定,即取决于微程序的数量。对控制存储器的要求是速度快,读出周期要短。?

  微指令寄存器用来存放由控制存储器读出的一条微指令信息。其中微地址寄存器决定将要访问的下一条微指令的地址,而微命令寄存器则保存一条微指令的操作控制字段和判别测试字段的信息。

  在一般情况下,微指令由控制存储器读出后直接给出下一条微指令的地址,通常我们简称微地址,这个微地址信息就存放在微地址寄存器中。如果微程序不出现分支,那么下一条微指令的地址就直接由微地址寄存器给出。当微程序出现分支时,意味着微程序出现条件转移。在这种情况下,通过判别测试字段P和执行部件的“状态条件”反馈信息,去修改微地址寄存器的内容,并按改好的内容去读下一条微指令。地址转移逻辑就承担自动完成修改微地址的任务。

  在串行方式的微程序控制器中:微指令周期 = 读出微指令的时间 + 执行该条微指令的时间

  一个CPU周期为0.8μs,它包含四个等间隔的节拍脉冲T1—T4,每个脉冲宽度为200ns。用T4作为读取微指令的时间,用T1+T2+T3时间作为执行微指令的时间。例如,在前600ns时间内运算器进行运算,在600ns时间的末尾运算器已经运算完毕,可用T4上升沿将运算结果打入某个寄存器。与此同时可用T4间隔读取下条微指令,经200ns时间延迟,下条微指令又从只读存储器读出,并用T1上升沿打入到微指令寄存器。如忽略触发器的翻转延迟,那么下条微指令的微命令信号就从T1上升沿起就开始有效,直到下一条微指令读出后打入微指令寄存器为止。因此一条微指令的保持时间恰好是0.8μs,也就是一个CPU周期的时间。

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