微程序控制设计

微程序控制设计,第1张

程序是英国剑桥大学教授M.V.Wilkes在1951年首先提出的,它是实现程序的一种手段,具体就是将一条机器指令编写成一段微程序。每一个微程序包含若干条微指令,每一条微指令对应一条或多条微 *** 作。在有微程序的系统中,CPU内部有一个控制存储器,用于存放各种机器指令对应的微程序段.当CPU执行机器指令时,会在控制存储缓烂器里寻找与该机器指令对应的微程序,取出相应的微指令来控制执行各个微 *** 作,从而完成该程序语句的功能.

微命令

控制部件通过控制线向执行部源困件发出的各种控制命令(这个是数理逻辑电路的领域)微 *** 作

执行部件接受微命令后所进行的 *** 作

微指令与微程序

微指令:同时发出的控制信号所执行的一组微 *** 作.例如:

加法指令的执行可分为:取指,计算地址,取 *** 作数和加法运算四步,每一步都由一组微 *** 作实现.这一组能同时执行的微 *** 作就构成一条微指令.

微程序:一组微指令的集合.这样:

程序由一组指令组成

指令由一个微程序实现

微程序由一组微指令实现

微指令由一组微 *** 作实现

,微程序设计技术,指的是利用软件技术来实现硬件设计的一门技术。

优点:微程序设计克服了组合逻辑控制单元线路庞杂的缺点,同硬布线比较具有规扰裂漏整性,灵活性,可维护性等一系列优点。

缺点:由于增加了到控制存储器中读取微指令的时间导致执行速度慢

微指令与微程序

微指令:同时发出的慎液控制信号所执行的一组微 *** 作.例如:

加法指令的执行可分为:取指,计算地址,取 *** 作数和加法运算四步,每一步都由一组微 *** 作实现.这一组能同时执行的微 *** 作就构成一条微指令.

微程序:一组微指令的集合.这样:

程序由者孝消一组指令组成

指令由一个微程序实现

微程序由一组微指令实现

微指令由一组微 *** 作实现首知

微代码和汇编都是低级语言,但是微代码比汇编更底层。微代码和汇编都和硬件有着紧密的联系,但是对于同一产品系列的不同代产品来说,汇编可以完芹渣全相同,微代码可能有着巨大的区别,因为微代码是完全依赖于芯片内部的硬件连接。

对于同样一句C语言,在不同的处理器上会生成不同的汇编语言。每一条汇编语言的执行时间也许是一个或者两个时钟周期,甚至更段首纯多。微代码和汇编的关系,就像C 与汇编的关握咐系,也就是说一条汇编也许会生成一条或多条微代码。所谓微代码,或者微指令,是处理器内部最小的 *** 作原语,控制着诸如门电路(gates)开关等专门动作,和组成一条指令的微 *** 作的序列。例如,对于一个加法"ADD"的简单动作,微代码可以决定接受哪两个寄存器或总线为输入,输出到什么总线或者寄存器里,标志寄存器要保存还是丢弃,根据条件进行跳转或者直接执行下一条微代码。一个内部只有8位宽的数据总线完全可以支持32位整数的汇编 *** 作,就是因为有微代码。

微代码原来只是用来开发计算机的逻辑控制。古老的CPU往往都是“硬连线”,每个机器指令(加法,移动)都是由电路实现,虽然有着高性能的优点,但随着指令复杂度的增长,也带来了研发和DEBUG的困难,以及电路的复杂性。微代码的出现让CPU的设计者可以通过写一个微程序的方式来实现一条机器指令,而不是设计电路来实现它。在将来的开发设计过程中,微代码可以很容易地改变,硬件电路却不可更改,否则带来的将是巨大的商业损失。这种灵活的CPU设计导致了今天日益复杂的指令集。


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