0%

5.4.3-微指令的设计

💡 TIP

相关链接|

相容性微命令:可以并行完成的微命令

互斥性微命令:不允许并行完成的微命令

微指令的格式

水平型微指令

一条微指令能定义多个可并行的微命令

基本格式

image-20250101233429459

  • 优点:微程序短,执行速度快

  • 缺点:微指令长,编写微程序较麻烦

垂直型微指令

一条微指令只能定义一个微命令,由微操作码字段规定具体功能

image-20250101233702695

  • 优点:微指令短,简单,规整,便于编写微程序;

  • 缺点:微程序长,执行速度慢,工作效率低。

image-20250101233745016

混合型微指令

在垂直型的基础上增加一些不太复杂的并行操作。

微指令较短,仍便于编写,微程序也不长,执行速度加快

微指令的编码方式

微指令的编码方式由称为微程序的控制方式,它是指如何对微指令控制字段进行编码,以形成控制信号。编码的目标是在保证速度的情况下,尽量缩短微指令字长。

直接编码(直接控制)方式

在微指令的操作控制字段中,每一位代表一个微操作命令

某位为**“1”**表示该控制信号有效

image-20250101234921684

  • 优点:简单、直观,执行速度快,操作并行性好

  • 缺点:微指令字长过长,n个微命令就要要求微指令的操作字段有n位,造成控存容量极大。

字段直接编码

image-20250101235448166

image-20250101235506035

例题

image-20250101235739976

image-20250101235801792

若采用直接编码方式,则控制字段需要 33 位

  • 优点:可以缩短微指令字长

  • 缺点:要通过译码电路后再发出微指令,因此比直接编码方式慢。

字段间编指方式

image-20250102000129223

  • 优点:可进一步缩短微指令字长

  • 缺点:削弱了微指令的并行控制能力,故通常作为字段直接编码方式的一种辅助手段。

微指令的地址形成方式

  1. 微指令的下地址字段指出,微指令格式中设置一个下地址字段,由微指令的下地址字段直接指出后继微指令的地址,这种方式又称为断定方式

  2. 根据机器指令的操作码形成,当机器指令取至指令寄存器后,微指令的地址由操作码经微地址形成部件形成

  3. 增量计数器法(CMAR)+1$\longrightarrow$ CMAR

  4. 分支转移 转移方式:指明判别条件;转移地址:指明转移成功后的去向。

    image-20250102093637596

  5. 通过测试网络

    image-20250102093735298

  6. 由硬件产生微指令入口地址

    第一条微指令 由专门的硬件产生(用专门的硬件记录取指周期微指令程序首地址)

总结

image-20250102103130932


(完)