微程序的控制方法

微程序控制方法由于规整性好，灵活方便，通用性强，因此在包括计算机在内的各种复杂数字系统控制器的设计中得到了广泛应用，成为控制器的主流设计方法之一。

程序控制的基本思想，就是仿照通常的解题程序的方法，把所有的控制命令信号汇集在一起编码成所谓的微指令，存放在一个EPROM里。系统运行时，一条又一条地读出这些微指令，从而产生执行部件所需要的各种控制信号，以控制各逻辑部件执行所规定的 *** 作。

一个数字系统基本上可以划分成两大部分——控制部件和执行部件，如图626所示。　控制器就是控制部件。而ALU、寄存器组、存储器RAM等，相对控制器来讲，就是执行部件。那么两者之间是如何进行联系的呢

控制部件与执行部件的联系之一，是通过控制线。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，我们把这种控制命令称为微命令，而执行部件接受微命令所执行的 *** 作叫作微 *** 作。

控制部件与执行部件之间的另一联系是反馈信息。例如由于运算处理中正在处理的数据因其结果特征(正、负、进位、溢出等)而影响下一个 *** 作的执行，因此就需要规定条件测试或状态测试。执行部件通过反馈线向控制部件反映当前 *** 作的结果情况，以便使控制部件根据执行部件的“状态”标志下达新的微命令。

在系统的一个基本周期(又称机器周期，一般由几个时钟周期组成)中，一组实现一定 *** 作功能的微命令的组合，构成一条微指令。

这里要强调两点：

第一，一条微指令的有效持续时间为一个系统基本周期，它表示从R0M中读出微指令与执行这条微指令的时间总和。当从ROM中读出下一条微指令后，当前的这条微指令即失效。

第二，一条微指令中包含若干个微命令，它们分头并行地控制执行部件进行相应的微 *** 作。

微指令除给出微命令信息外，还应给出测试判别信息。一旦出现此信息，执行这条微指令时要对系统的有关“状态标志”进行测试，从而实现控制算法流程图的条件分支。微指令中还包含一个下址字段，该字段将指明ROM中下一条微指令的地址。

图6．27示出了微指令的典型结构，长条框内的符号X表示一个二进制位（bit）。其中微命令字段给出执行部件的控制信号：X编码为1，表示有微命令，X编码为0表示无微命令。测试判别字段和下一地址字段一起实现顺序控制：当测试判别字段无效时（X编码为0），下址字段信息即是下条微指令的地址；当判别测试字段有效时（其中一个X编码为1），根据执行部件反馈线上的标志信息对下址字段信息进行修改，修改好的地址即为下条微指令的地址。

微程序是由若干条微指令组成的序列。在计算机中，一条机器指令的功能可由若干条微指令组成的序列来解释和执行，因此机器执行一条指令的过程，也就是执行一个相应的微程序的过程。就一般数字系统而言，按照我们在第6．5节中使用的概念，微程序实质上就是将控制算法流程图用EPROM等来实现。

微程序概念的引入使大型复杂数字系统控制器的设计发生了革命性的变化。因为微程序技术可代替硬件布线的控制技术，即由门电路和触发器等组成的硬件网络可被存有控制代码的EPROM存储器所取代 。

微

地址寄存器

是

微程序控制器

设计结构

的组成部分。

微地址寄存器暂存由

控制存储器

读出的当前

微指令

的下址字段信息。它可由带RD、SD强置端的

D触发器

组成。其中时钟端和D端配合用做ROM的读出打入，用SD进行下址修改。

垂直型微2113指令。

微指令格式大体分成两类:水平型微指令和垂直型微指令。

垂直型微指令微指令中设置微 *** 作码字段，采用微 *** 作码编译法，由微 *** 作码规定微指令的功能5261，称为垂直型微指令。

微指令是指在微程序控制的计算机中，将由同4102时发出的控制信号所执行的一组微 *** 作。所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。将一条指令分成若干条微指令，按次序执行就可以实现指令的1653功能。若干条微指令可以构回成一个微程序，而一个微程序就对应了一条机器指令。因此，一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的。简言之，一条机器指令所完成的 *** 作分成若答干条微指令来完成，由微指令进行解释和执行。微指令的编译方法是决定微指令格式的主要因素。

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