微程序控制的提出,其主要目的是希望能实现灵活可变的计算机指令系统。[2]
(1)微程序控制[2]
微程序控制和组合逻辑控制是微命令产生的两种方式。组合逻辑控制方式采用许多门电路,设计复杂,设计效率低,检查调试困难,而微程序控制器改进了其缺点。微程序控制器的核心部件是微地址转移逻辑。[2]
微程序控制器的基本思想包括以下两点:[2]
① 将控制器所需的微命令以代码形式编成微指令,存入一个由ROM构成的控制存储器(CM)中。[2]
② 将各种机器指令的操作分解成若干微操作序列。每条微指令包含的微命令控制实现一步操作。若干条微指令组成一小段微程序,解释执行一条机器指令。[2]
(2)常见概念及定义[2]
① 微命令:构成控制信号序列的最小单位。[2]
② 微操作:由微命令控制实现的最基本的操作。[2]
③ 微周期:从控制存储器读取一条微指令并执行相应的一步操作所需的时间。通常一个时钟周期为一个微周期。[2]
④ 控制存储器(微指令存储器):主要存放控制命令(信号)和下一条要执行的微指令地址。由于计算机的指令系统是固定的,实现这个指令系统的微程序也是固定的,所以控制存储器采用只读存储器(ROM)。[2]
微程序控制器的基本原理是用多条微指令(Microinstruction)组成的微程序解释执行一条指令的功能,硬件组成的核心电路是“控制存储器”(简称控存,用ROM芯片实现,即固件),用于保存由微指令代码(Microcode)组成的微程序。在指令执行过程中,按照指令及其执行步骤,依次从控制存储器中读出微指令,用微指令控制各执行部件的运行,并用下一地址字段形成下一条微指令的地址,使微指令可以连续运行。[3]