组成原理实验课件--微程序控制器
微程序控制器(ppt16).pptx
。2020年9月6日星期日上午9时58分34秒09:58:3420.9.6
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T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年9月上午9时58分20.9.609:58September 6, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年9月6日星期日9时58分34秒09:58:346 September 2020
➢ 将一条指令分成若干条微指令，按次序执行 这些微指令，就可以实现指令的功能。
➢ 组成微指令的微操作命令就是微命令。 ➢ 微命令执行的结果就是完成微操作。
计算机组成原理 第五章 中央处理器 微程序控制器
➢微程序控制器的工作原理 ➢微指令：同时发出的控制信号所执行的
一组微操作。
计算机组成原理 第五章 中央处理器 微程序控制器
➢微命令：控制器发出的指挥机器执行微 操作的命令。
➢微指令：在一个CPU周期中，一组实现 操作功能的的微命令的组合。
• 例如：加法指令的执行可分为：取指、计算 地址、取操作数和加法运算四步，每一步都 由一组微操作实现。这一组能同时执行的微 操作就构成一条微指令。
计算机组成原理 第五章 中央处理器 微程序控制器
➢相容性微命令： 在同一个CPU 周期中，可以 同时执行的微 操作命令。
➢相斥性微命令：
在同一个CPU
相 斥
周期中，不能
同时执行的微
操作操作。
相 斥
相 斥
计算机组成原理 第五章 中央处理器 微程序控制器
➢不能在一条微指令中将微命令全部发完。
➢微程序：计算机每条指令的功能均由微指 令序列解释完成，这些微指令序列的集合 就叫做微程序。
R1
1
实验四 微程序控制器的组成与微程序设计实验(12-14)
3片74HC74 ， 片 锁存6位微地址 位微地址， 锁存 位微地址， 该地址可以外 部输入或内部 产生
LOAD LDAR LDPC P(4) P(3) P(2) P(1) AR INTA PC_G ALU_G 299_G RI_G RD_G RS_G
LDIR
LDRI
LDDR1
LDDR2
M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24
实验四 微程序控制器的组成 与微程序设计实验
一、实验目的
1、掌握微程序控制器的组成原理。 、掌握微程序控制器的组成原理。 2、掌握微程序的编制、写入，观 、掌握微程序的编制、写入， 察微程序的运行。 察微程序的运行。 3、为整机实验打好基础。 、为整机实验打好基础。
二、实验内容
编制微程序并观察其运行过程。 编制微程序并观察其运行过程。
TS1
4-D上升 上升 沿触发器
CK
SP03拨到 拨到 STEP位 位 置，单步 通过调节 电位器 RW1改 改 变频率
CLR
STEP1
图1-10 时序电路原理图
表1 TS1-TS4脉冲信号产生时序
D1= /(D2+D3+D4) = /D2/D3/D4 Q1/D2 Q2/D3 （ D2= / Q1 ）（D3=Q2） ） Q3/D4 （D4=Q3） ） Q4
2、读出写入的5个单元数据，同写入的进行 、读出写入的 个单元数据 个单元数据， 比较，检查是否正确。 比较，检查是否正确。
检查第1操作数 检查第 操作数
输入存储器地址。 输入存储器地址。第一循环00H,第二 第一循环 第二 循环01H,…. 循环 记录读出的存储器 各单元数据。 各单元数据。第一 循环00H单元 第二 单元,第二 循环 单元 循环01H单元 单元,….。 循环 单元 。 同写入的做比较
计算机组成原理第五章-第4讲-微程序控制器
R1 + R2 + R3
ab
6
做加法：
• a+b+6有进位？
• 是：结果值正确
• 否：结果值减6恢复a+b的真实结果
2021/6/7
32
5.4.1微程序控制原理
假设在某编程环境下，需要完成BCD两个 位加法运算，代码：b = b + a；
该代码被编译成机器语言后，以汇编语言 写出可以假定是
指令:ADD R2 R1
• 如果微程序不出现分支：下一条微指令地址直 接由微地址寄存器给出
• 如果微程序出现分支：通过判别测试字段P和 执行部件的“状态条件”反馈信息，修改微地 址寄存器内容。
2021/6/7
24
勘误：
• 其实不能叫勘误，要指出的是，教材P158页， 介绍完基本三个部分功能之后，没有给出微程 序控制器的工作过程描述。
6
5.4.1微程序控制原理
微操作：是微命令的操作过程。
• 微命令和微操作是一一对应的。 • 微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令
的操作过程。 • 微操作是执行部件中最基本的操作。
举例：
• 控制门电位信号的变化、寄存器输入端的控制、 ALU的基本执行过程…
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7
5.4.1微程序控制原理
13.PC->ABUS（I） 15.LDIR’
2021/6/7
17.PC+1 18.P1判别:操作码译码 “ADD2”：1010 36
取指执行过程图示
Hale Waihona Puke 2021/6/737
第2条微指令：R2+R1->R2
1010
010 100 100 100
计算机组成原理实验报告微程序控制器实验
实验三微程序控制器实验一. 实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.掌握微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。
实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出TS1,TS2,TS3,TS4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。
按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。
二. 实验方案：按实验图在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。
1.练习一：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下：(1) TATE UNIT 中STOP开关置为“RUN”状态（向上拨），STEP开关置为“EXEC”状态（向上拨）。
(2) 将SWITCH UNIT 中右下角CLR开关置为“1”(向上拨）。
(3) 按动“START”按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的Ф插座，即可测出时钟Ф的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的CH2，另一端接STATE UNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS4插座，即可测出TS4的波形。
2.观察微程序控制器的工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；②编程写入E2PROM 2816A.将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；B.将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态，STOP置为RUN状态，SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态；C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2中要写的微地址后面的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关置为1时灯亮，为0时灯灭；E.启动时序电路，即将微代码写入到E2PROM 2816的相应地址对应的单元中；F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM 2816。
微程序控制器组成实验
实验五、微程序控制器组成实验一、实验目的1.掌握时序产生器的组成原理。
2.掌握微程序控制器的组成原理。
3.掌握微指令格式的化简和归并。
二、实验设备TEC-4计算机组成原理教学实验仿真系统三、实验电路1．数据通路微程序控制器是根据数据通路和指令系统来设计的。
这里采用的数据通路是在综合前面各实验模块的基础上，又增加程序计数器PC（U18）、地址加法器ALU2（U17）、地址缓冲寄存器R4（U25、U26）和中断地址寄存器IAR（U19），详见第二节的图4。
PC和ALU2各采用一片GAL22V10，两者配合使用，可完成程序地址的存储、增1和加偏移量的功能。
R4由两片74HC298组成，带二选一输入端。
IAR是一片74HC374，用于中断时保存断点地址。
有关数据通路总体的详细说明，请参看第一节。
2．微指令格式与微程序控制器电路图4 微指令格式根据给定的12条机器指令功能和数据通路总体图的控制信号，采用的微指令格式见图4。
微指令字长共35位。
其中顺序控制部分10位：后继微地址６位，判别字段４位，操作控制字段25位，各位进行直接控制。
微指令格式中，信号名带有后缀“#”的信号为低有效信号，不带有后缀“#”的信号为高有效信号。
图5 微程序控制器的组成对应微指令格式，微程序控制器的组成见图5。
控制存储器采用5片EEPROM 28C64(U8、U9、U10、U11、U12)。
28C64的输出是D0—D7，分别与引脚11、12、13、15、16、17、18、19相对应，CM0是最低字节，CM4是最高字节。
微地址寄存器６位，用一片6D触发器74HC174（U1）组成，带有清零端。
两级与门、或门构成微地址转移逻辑，用于产生下一微指令的地址。
在每个T1上升沿时刻，新的微指令地址会打入微地址寄存器中，控制存储器随即输出相应的微命令代码。
微地址转移逻辑生成下一地址，等下一个T1上升沿时打入微地址寄存器。
跳转开关JUMP（J1）是一组6个跳线开关。
计算机组成原理—微程序控制器组成实验
3.4 常规型微程序控制器组成实验一、实验目的1. 掌握时序发生器的组成原理。
2. 掌握微程序控制器的组成原理。
二、实验电路1. 时序发生器本实验所用的时序电路见图3.4。
电路由一个500KHz晶振、2片GAL22V10、一片74LS390组成，可产生两级等间隔时序信号T1-T4、W1-W3，其中一个W由一轮T1-T4组成，相当于一个微指令周期或硬连线控制器的一拍，而一轮W1-W3可以执行硬连线控制器的一条机器指令。
另外，供数字逻辑实验使用的时钟由NF经一片74LS390分频后产生。
图3.4 时序信号发生器本次实验不涉及硬连线控制器，因此时序发生器中产生W1-W3的部分也可根据需要放到硬连线控制器实验中介绍。
产生时序信号T1-T4的功能集成在图中左边的一片GAL22V10中，另外它还产生节拍信号W1-W3的控制时钟CLK1。
该芯片的逻辑功能用ABEL语言实现。
其源程序如下：MODULE TIMER1TITLE 'CLOCK GENERATOR T1-T4'CLK = .C.;"INPUTMF, CLR, QD, DP, TJ, DB PIN 1..6;W3 PIN 7;"OUTPUTT1, T2, T3, T4 PIN 15..18 ISTYPE 'REG';CLK1 PIN 14 ISTYPE 'COM';QD1, QD2, QDR PIN ISTYPE 'REG';ACT PIN ISTYPE 'COM';S = [T1, T2, T3, T4, QD1, QD2, QDR];EQUATIONSQD1 := QD;QD2 := QD1;ACT = QD1 & !QD2;QDR := CLR & QD # CLR & QDR;T1 := CLR & T4 & ACT # CLR & T4 & ! (DP # TJ # DB & W3) & QDR;T2 := CLR & T1;T3 := CLR & T2;T4 := !CLR # T3 # T4 & !ACT & (DP #TJ# DB& W3) # !QDR;CLK1 = T1 # !CLR& MF;S.CLK = MF;END节拍电位信号W1-W3只在硬连线控制器中使用，产生W信号的功能集成在右边一片GAL22V10中，用ABEL语言实现。
最新7-5微程序控制器ppt课件
控制存储器 CM
微指令寄存器µIR
微操作控制部分 顺序控制部分
❖微指令寄存器µIR
标志微指令执行的开始
微地址寄微存操器作控制部分 µAR ▪以编码的形式存在，经 过微指令译码后形成微
微地址形操令成作。控制信号，即IR微命 电路顺序控制部分 µAG ▪控制微指令的执PS行W顺序， 包含了下一条微指令地 址的信息，用于形成后 继微指令的微地址。
控制存储器 CM
微指令寄存器µIR
微地址寄存器 µAR
微地址形成 电路 µAG
IR PSW
微操作控制部分 顺序控制部分
18
7.5.3 微程序的顺序控制
❖增量计数器法
在顺序执行时，µAR+1
▪µAR也称为µPC，即微程序计数器
需要转移时，由微转移指令给出转移微地址，更新µAR
两种微指令格式
▪微命令
0
PSW
▪在某些场合，需要根据 微操P作S控W制部中分的顺状序态控标制部志分决定
分支转移的微地址。
微地址寄存器 µAR
微地址形成 电路 µAG
IR PSW
9
微程序控制器的基本组成
控制存储器 CM
微指令寄存器µIR
微地址寄存器 µAR
微地址形成 电路 µAG
微操作控制部分 顺序控制部分
IR PSW
10
7-5微程序控制器
7.5.1 微程序控制基本原理
❖基本思想：
计算机操作可以归结为信息传递，而信息传递的关键是控 制门。控制门可以用存储器中的信息来控制，从而可用类似 于程序设计的方法来设计复杂的控制逻辑，这就是微程序控 制的基本思想。
▪硬件设计简单、规整； ▪灵活性好，便于扩充指令。 ▪执行速度慢
计算机组成原理实验课件--微程序控制器
地址寄存器
运算器 PC SP
最低 位进 位、 移位 信号
开关门
内部总线
教学计算机的数据通路 与微命令的控制作用
开关门
数据开关
中断向量
19
微指令中的微命令字段用于控制计算机各部件的执 行功能和动作过程，因此又可以被划分为多个子字段， 各子字段用于不同的部件、不同的执行功能、不同的 数据选择等，有多种的划分和组合方式。
微下地址 （8位） CI SCC
M R W I210 I87 （8位）
I6 I543 B口 （8位）
（8位）
A口 SST SSH （8位）
SCI DC2 DC1 （8位）
9
（2）微指令寄存器
微指令寄存器用于存放处在运行中的微指令的内容。 48位的微指令寄存器也被分成16位的下地址字段和32 位的微命令字段。其中下地址字段选用2片由8位的D 触发器构成的寄存器芯片实现，32 位的微命令字段 在MACH芯片内实现。
地址寄存器
运算器 PC SP
最低 位进 位、 移位 信号
开关门
内部总线
教学计算机的数据通路 与微命令的控制作用
开关门
数据开关
中断向量
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给内存和 I/O接口的信号
/MIO（0：有内存或串口读写, 1：无） REQ （0：读写内存操作， 1：读写串行口） /WE （0：写操作错作， 1：读操作操作） 0 0 0 写内存 0 0 1 读内存 0 1 0 写串口 0 1 1 读串口 1 XX 无内存和串口的读写操作
111
NC
无操作
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对几个特定的寄存器接收输入的控制
DC2编码 译码信号 000 NC 操作说明 无寄存器接收数据
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验微程序控制器是由微指令组成的，每个微指令对应一个操作或一个操作序列。
它通过微指令来描述指令的执行过程，包括指令的取指，指令的解码，操作数的获取，以及操作的执行。
微程序控制器的本质是一个状态机，通过不同的状态和状态转移来完成指令的执行，从而实现计算机的功能。
在计算机组成原理的教学实验中，微程序控制器部件是非常重要的一个实验内容。
通过搭建微程序控制器的实验平台，学生可以更好地理解计算机指令的执行过程，加深对计算机硬件的认识。
在微程序控制器部件的教学实验中，可以从以下几个方面展开。
1.搭建实验平台：首先需要搭建一个微程序控制器的实验平台，包括微指令存储器、微指令控制器、状态寄存器等硬件部件。
同时需要编写相应的微指令和微程序，对不同的指令进行模拟执行。
2.模拟指令的执行过程：通过编写微指令和微程序，可以模拟指令的执行过程。
通过手动设置各个硬件部件的状态，可以观察指令的取指、解码、执行等过程。
通过模拟执行不同的指令，可以帮助学生理解指令的执行过程和计算机的工作原理。
3.分析指令的执行效率：在实验中，可以通过不同的指令和微程序，分析指令的执行效率。
比如，可以比较不同指令的执行时间，找出其中的瓶颈和优化方法。
通过实验分析，学生可以深入理解指令的执行原理和计算机硬件的优化方法。
4.扩展实验内容：在熟悉了微程序控制器的基本原理后，可以进一步扩展实验内容。
比如，可以设计一个简单的指令集，编写相应的微指令和微程序，实现更复杂的指令的执行过程。
通过扩展实验内容，可以更好地理解微程序控制器部件的原理和功能。
总之，计算机组成原理微程序控制器部件的教学实验是一门重要的实践课程，通过搭建实验平台和编写微指令和微程序，可以帮助学生更好地理解计算机硬件的工作原理，加深对计算机指令执行过程的认识，提高计算机组成原理的学习效果。
控制器的组成及设计实验--- 微程序控制器实验
控制器的组成及设计实验--- 微程序控制器实验控制器是计算机的核心部件，计算机的所有硬件都是在控制器的控制下，完成程序规定的操作。
控制器的基本功能就是把机器指令转换为按照一定时序控制机器各部件的工作信号，合各部件产生一系列动作，完成指令所规定的任务。
控制器的实现有两大类：硬布线控制和微程序控制。
控制器的基本功能：取指令、分析指令、执行指令、对异常情况及中断请求处理。
控制器有以下基本部分组成：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、时序发生器、微操作控制信号形成部件、中断机构、总线控制逻辑。
微程序控制器实验一、实验目的掌握微程序控制器的组成原理及其设计方法。
二、实验原理微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制硬件逻辑部件工作的微命令序列，完成数据传送和各种处理操作。
实验所用的时序信号为TS1－TS4，由时序电路产生（看第一章）。
微程序控制电路如图3.4－1所示，其中控制存储器采用3片2816的E²PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。
微地址寄存器6位，用3片正沿触发的双D触发器（74）组成，它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。
电路中有一个编程开关，有 3种状态：PROM（编程）、READ（检验）、RUN（运行）。
当开关处于PROM状态时，可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。
当开关处于READ时，可以对写图3.4－1 微程序控制器实验原理图入的控制代码进行验证，判断是不是有错。
当开关处于RUN时，只要给出微程序的入口地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。
微指令格式如图3.4－2所示，有24位字长，其中UA0－UA5为6位后继微地址；A、B、C为3个译码字段，C字段中的P（1）－P（4）是4个测试字位，其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微程序入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行，指令译码原理图如第一章中图1-2所示。
64微程序控制器2PPT课件
6、R3→A 7、 R3→B 8、 R2→B
9、 R1→B
10、BUS → R1 11、 BUS → R2 12 、 BUS → R3
（二）相斥的微命令
1、 + 、- 、M
2、R1→A 、 R2→A 、R3→A
3、R3→B 、 R2→B 、 R1→B
4、BUS → R1 、 BUS → R2 、 BUS → R3
微程序是由微指令构成的，用于描述机器指令。在设计计算机时，
将它预先编制好，存入ROM中，供用户使用，通常微程序不允许用 户修改。
程序是由机器指令构成的，是用户或软件设计人员编写的，并存
于主存或外存中，允许修改。
7、指令操作与微操作区别
指令操作是存储在主存中的指令所指定的操作，控制器根据操作
码发出一系列控制信号，完成指令指定的操作。
的操作控制。 （3）可以方便地增加和修改指令，甚至可实现其他计算机的指令。
三、微指令控制方式及微地址形成方式
1、设计微指令的目的 缩短微指令长度，减小控制存储器的容量，提高微程序的执行
速度，便于微指令的修改，便于微程序设计的灵活性。
2、微操作的相容性和相斥性
相容性：在同一微周期中可以同时出现的微命令。
度快。但增加了微指令代码的长度，而且不能有效的解决条 件转移以及多路分支问题。 （3）结合方式 微指令的格式由微指令控制字段、条件选择字段和转移地址 字段三部分组成。 ①控制字段产生微操作控制信号。 ②条件选择字段用于规定条件转移微指令要测试的外部条件。
③转移地址字段当条件满足时用它作为下一个微指令的微地址，否 则用 μPC产生下一条微指令的微地址。
.
1
2、微操作：一个微命令所控制实现的操作过程。它是构成指令操作 序列或其他处理过程的操作序列最基本的，不可再分解 的操作。微命令是微操作的控制信号，而微操作微命令 的操作过程。
微程序控制器实验.ppt
判定线路。MAPR输O入M端被，用配从作套而为电形指成路令D。微地址映
射部件，它变换指输令入的把端操C的P作接3码选电为1源该逻，指辑令对应的 微程序段入口地址功，能使由。微两指片7令4把L地／S2C71C6ERNO接M芯 片组成，其地址为指令址的十地操1，总作使是码A执，m对29应10单的元条中 存放相应微程序段的入行口。件地判址断，结执果行只读取操决作于，
Am2910输出3个使能信号：
括 多 器 存微针返μ行访时任的一路，器AA1件的能指堆μ回S微问，何m2m部个地用／P的 Cμ的 的 实位，地直令栈S地程微就压总22IP件址来计4寄为P顺输现99是址序堆发入是组微即址接字输C11微存高序出同位选从数出0由和循栈操指成(0指 它 位 寻 的即入是包程Y器电执一微数微环的作5向，择寄器μ令的数址空字直的序一μ平行条堆程时栈都最主均P×接地输和间4计P时；微C栈片序，顶将后要0C为1装数，而指←址入器范9已循允。覆2一用组能6位入1器多当令Y满环许当盖次于成的输件围条2提的μ十位由路的C信的不微掉压保。器出内。微I寄P1供1器 多为号，执首 堆 栈存 入当、C2存(的 次低位(行地 栈 顶微 的增)即，／器输 执电的弹址 中 的子 数量μ入 •令 •M到 •来用F堆出 行平增U出。 的 原程 据器AP／D的 相 源于L栈当 当 当CP。时量Y的L操微 数 有序 ，的P下 应 于←R实＝和加 ／ ／ ／I，器来作堆 据 数调 因O进和地 的 中Y现0微1PMVM多和源)而栈 达 据用 此位后)／L址 微 断E，微A，堆，有路1C。直指 到 。时 ，输装MP字 程 向2用程这栈T用效 有器位A接针的 执5入入有段 序 量于序时指个于P时 效效， 段 ，及，实(时即时用 首 现／个用保现计(A用数现(何／ 即，m于 地 用VD作存微数于，从时2寄EP／型(实址于9寄一程器控若即CL减机1存触M现的接＝0存个序时制装T／一器器的，发A器微转，微入微转收0，V／命指P)器用时地移具程的，程移手＝E取计令令组C以，址；有序初D序；拔0决数码T成的)来主，当减的值决。＝于转微器)。，操要用它一循为源定D0由移地当主)用以用功环N作于来直，1；址它，要2于实作能次码微源接原。找指于输意
最新7-5微程序控制器ppt课件
（三）合伙企业法律地位
合伙企业具有民事主体资格，但不具 有法人资格，属于在自然人、法人之 外的第三民事主体。
合伙企业成为民事主体的依据是： 1、具有相对独立的财产。 2、经营管理上具有相对独立性。 3、在经营责任承担上具有相对独立
有效地压缩了微指令字长，不仅组内的微命令是相斥的， 组与组之间也成为互斥的，降低了微指令的并行操作能力， 接近于垂直型微指令格式。
17
7.5.3 微程序的顺序控制
❖Microprogram Sequence Control
当前微指令执行完毕后，如何产生下一条微指令的地址。 实质上就是微地址形成问题。
❖增加转移方式字段
微操作控制部分 转移方式字段 下址字段
下址字段作为后继微地址的高位部分，指定了后继微地址 在某个区域内。
转移方式字段控制硬件逻辑测试相关状态条件，产生后继 微地址的低位部分。状态条件的不同，将产生不同的微地址， 实现两分支或多分支转移。
20
7.5.4 微程序控制的时序
❖完成一条微指令分为两个阶段：
２．合伙企业财产的性质
合伙企业的财产只能由全体合 伙人共同管理和使用 。
３．合伙企业财产的转让
（1）合伙人之间转让其在合伙企业中的 全部或者部分财产份额时，应当通知 其他合伙人。
（2）除合伙协议另有约定外，合伙人向 合伙人以外的人转让其在合伙企业中 的全部或者部分财产份额时，须经其 他合伙人的一致同意。
将微指令分为若干个字段，每个字段独立编码，每种编码 表示一个微命令 既可以缩短微指令字长，又保持了一定的并行操作能力 并没有导致微程序变长，仍然属于水平型微指令格式
2位
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I6 I543 B口 （8位）
（8位）
A口 SST SSH （8位）
SCI DC2 DC1 （8位）
9
微指令寄存器
微指令寄存器用于存放处在运行中的微指令的内容。 48位的微指令寄存器也被分成16位的下地址字段和32 位的微命令字段。其中下地址字段选用2片由8位的D 触发器构成的寄存器芯片实现，32 位的微命令字段 在MACH芯片内实现。
微命令字段
B 口二选一 A 口二选一
微指令转移 的控制条件
IR.DR
IR.SR
MRW I8~6 B口 SST DC2 I2~0 I5~3 A口 SSHSCI DC1 微下 地址
CI SCC 3~0 3~0
SCC Gal /CC
/G
微指令寄存器
CP
Am2910
控制存储器
MAPROM
（ ROM、MACH）
控制器的功能，是向计算机各个功能部件提供它们 协同运行所需要的控制信号。应该向各功能部件提供 出哪一些控制信号，是由被控制部件的组成情况和运 行原理所决定的 。 见下页图，教学计算机的数据通 路与微命令的控制作用。 确定控制器应提供的控制信号也就是确定每一条微 指令的具体内容，确定每条微指令的每一个字段的编 码值，包括下地址字段和微命令字段的编码值。
R/C 内容
R/C 使能 操作 信号
/CC=高 /CC=低 Y输出 堆栈 Y输出 堆栈
0 初始化 1 条件转微子 2 功能分支 3 条件微转移 4 入栈与装数 6 读手拨开关
8 R/C 非零循环 10 微子返回 14 顺序执行 15 三路转移 非零 零 减1 非零 零 减1
/PL /PL /MAP
0 清除 PC D
读命令
20
指令操作码
TH-union 教学机微指令字长为48位
B 口二选一 A 口二选一
IR.DR
IR.SR
微下 地址
CI 3~0 SCC 3~0
MRW
I2~0
I8~6 I5~3 B口
A口
SST
SSH SCI
DC 2
DC 1
8位
8位
3位
3位
3位
3位
4位
4位
3位
3位
3位
3位
下地址信息字段
微命令字段
21
6
选用微程序控制器的教学机组成
主振
启停
控制条件 数据总线 控制总线 地址总线
逻下 辑地 址
下地址
控制 存储器
….
映射
IR
PC
微指令寄存器
微命令
接口 输出 设备
接口 输入 设备
主存 储器
地 址 寄 存 器
运算器 部件
7
TH-union教学计算机微程序控制器的设计和实现
微下地址 微命令
...
当前微地址寄存器
IR
SCC
指示灯
程序计数器 PC
13
Am2910器件
D11~D0
/RLD
CP
/FULL 微堆桟指针 SP
装数 减量 保持 R为零
寄存器/计数器 R/C 零检 测
出栈/入栈 保持/清零
/CC /CCEN 命 令 译 码 器
5字 * 12位 微堆桟 F 微程序计数 器 PC
增 量 器
地址寄存器
运算器 PC SP
最低 位进 位、 移位 信号
开关门
内部总线
教学计算机的数据通路 与微命令的控制作用
开关门
数据开关
中断向量
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给内存和 I/O接口的信号
/MIO（0：有内存或串口读写, 1：无） REQ （0：读写内存操作， 1：读写串行口） /WE （0：写操作错作， 1：读操作操作） 0 0 0 写内存 0 0 1 读内存 0 1 0 写串口 0 1 1 读串口 1 XX 无内存和串口的读写操作
实验四：微程序控制器实验
实验目的
通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行 的数条基本指令（例如:ADD、MVRR、RET等指 令）的功能、格式和执行流程，然后自己设计几条 指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上 实现、调试正确。其最终要达到的目的是： 深入理解计算机微程序控制器的组成和运行原理； 深入地学习计算机各类典型指令的执行流程； 对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建 立具体的总体概念； 学习微程序控制器的设计过程和相关技术。
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微程序
控制器
组合逻辑
控制器
TH-union教学计算机微程序控制器的设计和实现
微下地址 微命令
...
/VECT /PL CI3~CI0 微地址映射部件 MAPROM /MAP CP 微程序定序器 Am2910 /OE /CC /CCEN 微地址 控制存储器 微指令寄存器 CP
指令寄存器
条件判断线路
1、微指令的控制命令字段
给出计算机各功能部件协同运行所需要的控制信 号， 划分成若干字段，分别用于控制各部件 控制运算器部件
如：运算功能，数据来源，结果处理等
控制总线、主存、I/O接口、专用寄存器接收 等
如: 指出是主存读、写，还是I/O设备读、写 把什么数据送到有关总线 那一个专用寄存器要接收输入
2
实验原理 微程序控制的基本思想就是按照设计解题 程序的思路，把操作控制信号编成微指令，并 将微指令代码存放到微程序控制存储器中，当 机器运行时，一条一条地读出这些微指令，产 生计算机所需要的各种操作控制信号，使相应 部件执行规定的操作。
3
实验原理
用多条微指令“解释执行”每一条机器指令的整个执行过程； 每条指令的一个执行步骤用一条微指令来实现。微指令需要 具备如下两项功能： 提供一条机器指令的一个执行步骤所需要的控制信号， 以实现该执行步骤的操作功能； 提供下一条待用微指令的地址，以便自动有序地读出各 条微指令，解决指令各执行步骤之间正确的衔接关系。
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/CC Am2910
CI
控存地址 SCC GAL
SCC
控制存储器
/PL 下地址 CI SCC 0MRW 0I2~0 微命令字段
SAI8~6 SBI5~3
/MAP MAPROM 指令 操作码 下地址
B口 A口 0SST SSH SCI 0DC2 0DC1
连接 设备
地址总线 指令寄存器 外部总线 标志位电路 开关门 双向三态门 内存储器 开关门 串行接口
111
NC
无操作
27
对几个特定的寄存器接收输入的控制
DC2编码 译码信号 000 NC 操作说明 无寄存器接收数据
001
010 011 100 101 110 111
/GIR
/ /GAR /INTR /INTN /EI /DI
指令寄存器接收
16 位机不用 地址寄存器接收 恢复原中断优先级 接收新中断优先级
微指令格式
下地址字段
控制命令字段
4
4
全部微指令的集合构成一台计算机的完整的微程序， 保存在控制存储器中。
③ Clock 条件信号 下地址 逻辑 影射 ② 控存地址
微指令字
控制存储器 (存放微程序)
④
下地址 微指令寄存器 微命令 字段 字段
指令操作码 指令寄存器 IR
① 程序计数器 PC
微命令 (控制信号)
/VECT /PL CI3~CI0 微地址映射部件 MAPROM /MAP CP 微程序定序器 Am2910 /OE /CC /CCEN 微地址 控制存储器 微指令寄存器 CP
指令寄存器
条件判断线路
当前微地址寄存器
IR
SCC
指示灯
程序计数器 PC
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控制存储器
控制存储器字长48位，用于存放教学机的微程序。2片58C65 芯片用来存放8位的微下地址信息和8位的命令码和条件码， 32位的控制信息存放在MACH芯片内。全部基本指令的微程 序已存放在里面。
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微程序控制器的基本组成
① 程序计数器 PC
存放指令地址，有 增量 或 接收新值的功能
② 指令寄存器 IR
存放指令内容：包括指令操作码与操作数地址两部分
③ 微指令下地址逻辑
形成并提供出读控制存储器要使用的微指令的地址。
④ 控制存储器和微指令寄存器
控制存储器用于保存由全部微指令构成的微程序，读 控制存储器得到的微指令将首先存入微指令寄存器，之后 才能送到各被控制部件。
地址寄存器
运算器 PC SP
最低 位进 位、 移位 信号
开关门
内部总线
教学计算机的数据通路 与微命令的控制作用
开关门
数据开关
中断向量
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微指令中的微命令字段用于控制计算机各部件的执 行功能和动作过程，因此又可以被划分为多个子字段， 各子字段用于不同的部件、不同的执行功能、不同的 数据选择等，有多种的划分和组合方式。
I3~I0
清零 选择
D R F PC 多路选择器
/PL /MAP /VECT Y11~Y0
/OE
CI
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教学机中使用的 4 种命令码
Am2910 提供 16种 (用CI3~CI0 码区分) 管理与得到微指令 下地址的方式, 我们仅使用其中 4种, 规定如下表所示。选 0011 码解决微指令的条件转移, 转移否由输入信号/CC 决定, 为低时 转移，取芯片输入(来自微指令的下地址字段)为微地址。如何 形成 /CC 信号, 是通过在微指令下地址字段设置 4位 SCC编码, 为每种条件转移分配一个编码，并通过一个电路形成/CC的值
微指令中的下地址信息字段用于提供形成下一条微 指令地址的信息，每条微指令中都要有这段信息。因 为读控制存储器经常不是按微指令的存放次序顺序进 行，还要用专门的硬件 (下地址逻辑)快速得到微指令 地址，需要在下地址字段给出必要的信息。 下面会详细对这两个字段的内容组成进行解释。