浅谈计算机微程序控制设计

移地址发生 器根据条件及相应微命令产生新的微指令地址送 新 和 发展 ，重视 产 品知 识 产权 保 护 ，加速 管 理 技术 的更新 升 级 。
入 。ＣＰＵ 执 行 程 序 的过 程 就 是 不 断 地 去 面 临 ，执 行 命 令 的过 在 信 息 技 术 快 速 发 展 的 背 景 下 ，计 算 机 软条机器指令的功能，每条微指令是 一 步压缩微指令长度。这种方式可缩短指令长度，节省容量，
一 个 ０／１序列，其 中包含若干个微命令，它完成 一个基本运算 意 义 却 不 大 ，线 路 较 复 杂 ，时 间 需要 较 多 ，极 少 用 这 种 方 式 。
或 传 送 功 能 ，有 时 也 将 微 指 令 字 ，称 作 控 制 字 （ｃｏｎｔｒｏｌｗｏｒｄ）。
用有限状 态机描述 ，所 以对于复杂指令系统或其 中的复杂的指令 ，大多采用微程序方式来设计控制器 。用微程序方式
实现的控制器称为微程序控制器 ，它是仿照程序设计方法将每条指令 的执行过程用一个微程序来表 示。若干条微指
令 组成每个微程序 ，每条微指令相 当于有限状 态机 中的某 一个状态。所有指令对应 的微程序都存放在 一个 ＲＯＭ 中，
４总 结
２－２微 程 序 控 制 的 基 本 结 构
信 息 技 术 的 快速 发 展 推 动 着 现代 化 建 设 的 快速 进 行 和 社
机器指令 的执行过程常常与条件码 有关 ，因此微程序 中 会经济的飞速发展 ，而要促进信息技术的进一步发展 ，必须要
也引起 了条件转移概念，微指令中的转移控制部分，被送到转 加大计算机 软件 工程技术 的研发力度，同时要注重产品 的创
程 ，取 命 令 过 程 是每 条指 令 的公 共 操作 ，可 以专 门用 一个 取 指 不断融合，相关企业要抓住这次机会大力研发新 的产品、鼓励
命令为程序来实现 ，因此微程序控 制器 的工作流程，就是不断 产 品创新，从而推动社会经济快速 发展 。
的执行去执行取指令微程序和执行相应指令功能微程序 的过
一 条指令的功能通过执行一系列基本操作来完成 ，这些 同时发 出的微操作数就是为命令字段 的个数 。
基本操作称为微操作，每个微操作在相应控制信号的控 制下
３．３字段 间接 编码 法
执 行 ，这 些 控 制信 号在 微 程 序 设 计 中称 为 微 命 令 。微 程 序 是
在 字 段 间接 编码 法 基 础 上 可 通 过 字段 间接 编 码 的 方 式进
文献标识码 ：Ａ
１微 程 序 控 制 器
作 码 的长 度 与 所 有 为命 定 的个 数 相 当 ，无 需 译码 因此 也 成 为
１９５１年 ，ｎ１．ｖ．ｗｉｌｋｅｓ最先 提 出这 个概 念 。微程 序 设 计 的思 不 译 法 ，对 于 二 值 微 命 令 ，本 来 就 只 占一 位 ，没 有 增 加 位 数 对
程 。ＣＰＵ执行程序 的过程就是不断的去面临 ，执行命令 的过 参考文献
程，取命令过程 是每条指令的公共操作 ，可以专 门用一个取指 命 令 为 程 序 来 实现 。为 了加 快 指 令 及 执 行速 度 ，通 常 采 用 定 长 为指令字格式 ，每条微指令由两部分组成 ，微操作码部分和位 地 址码 部 分 。
浅谈 计算机微程 序控制设 计
吴 奇 霏
（荆 楚理工 学 院计算机 学院 湖北 ·荆 门 ４４８０００）
摘 要 硬连线路控制器速度 快，简单或规整的指令 系统比较适于 它，例 如 ｍｉｐｓ指令集。对于复杂指令 系统来说 ，对
应的英语连线路控制器结构庞杂，实现 困难 ，维护不 易，扩充和修改指令相 当困难 ，如果指令 系统太复杂的话甚 至无法
制 ，因而提供 了很大 的灵活性，使得设计的变更修 改以及指令 因此微命令 字可 能多达几百位 ，实现起来非常困难。
系 统的扩充都成为不太 困难的事情。它 与传统的软件有许多
３．２字 段 直 接 编 码 法
的类似之处 。不过，由于微程序相对固定且通常不放在主存
数据通路 中的微操作之间存在两种关系，相容和 互斥 。相
内。故有可 能利用工作速度较高的 ＲＯＭ 存放微程序 ，从而缩 容微 操 作 是 指 在 数 据 通路 中 ，能 同 时进 行 的 微 操 作 ，对 应 的微
短为程序的运行时间 。它是一种 固化 了的微程序 ，称为 固件 。 命令称为相容为命令 。互斥操作是指不能 同时进 行的微操作，
但 其 又有 一 个主 要 的 缺 点 ，比相 同或 相 近 指令 系 统 的硬 布 线控 对 应 的微 命 令 称 为 互 斥 为 命令 。字 段 直 接 编 码 法 的基 本 思想
想给计算机控制部件 的设计和实现技术带来 了巨大的影响，语 于 多 值 数命 令 ，因 为 没有 进 行 编 码 所 以相 对 来 说 增加 了位 数 。
音连接路设计相 比，它大大降低了控制器设计的复杂性 ，提高 显然直接控 制法 的并行控制能力强，不必译码控制 电路简单，
了设计 的标准化程度，由于机器指令的执行过程用微程序控 速度快。也 由于一台机器 的微命令个数太多通常达到几百个 ，
这个 ＲＯＭ 中称为控制存储器 ，简称为控存（ＣＳ）。在微程序控制器控制下执行指令 时，每条指令对应 的微程序从控存
中取 出，在 时钟 的控制下 ，按 照一定 的顺序执行微程序 中的每条微指令 ，通常一个 时钟周期执行一条微指令 。
关键词 微程序控制器 控制结构 微指令
中图分类号 ：ＴＰ３ｌ
制器慢 ，所 以，ｒｉ Ｓ Ｃ机大都采用硬连线路控制器。
是将微指令分为若干字段 ，每个字段包含若干微命令，把相斥
２微程序控制 的主要结构
微操作组合在 同一字段，相容为操作组合在不同阶段 ，编码时
２．１基 本 术语
对 每 一 个 字 段 内进 行微 操 作 ，因此 通 常 一 条 微 指令 中 ，最 多可
３微 命 令 编 码 ３．１直接 控 制 法 一 位对应一个微命令 ，不进行微命令的编码 ，所 以，微操