计算机原理 6.12 微指令格式

Posted 2020-12-12 fate-

1、微指令设计原则

有利于缩短微指令字长度

有利于减少控制存储器容量

有利于提高微程序执行速度

有利于对微指令进行修改

有利于提高程序设计的灵活性

2、微指令格式（直接表示法）

 

 这种方法简单直观，便于输出控制，但是微指令长度太长，控存容量大，如何压缩微指令长度？

这里介绍三种方法：

改直接表示为编码表示（压缩互斥性微指令）

去掉下址字段，采用μPC=μPC+1的方式生成微指令地址

改水平型微指令为垂直型微指令（牺牲并行性）

下面分别介绍这三种方法

3、微指令格式（编码表示法）

我们要将微指令中的一系列命令进行分类，分为相容性的微命令，和互斥性的微命令，比如说单总线里边的，输出到总线的out型的，像R0out、R1out、R2out、PCout、DRout等等，这些信号是不能同时唯一的，因为总线在同一时刻只能有一种信号，那么这些就是互斥性的微命令，还有一些信号是可以同时给出的，这些信号我们称之为相容性的微命令。

而对于互斥性的微命令，由于他们不能同时给出，所以我们没有必要给他们这么长的编码，可以通过编码以后再译码的方式，表示这一类互斥性的微命令。

另外像运算器的+1、add、sub等信号也是不能给出的，也是互斥性微命令，所以也可以用编码的方法来给出。

 

比如说这里，前7个信号都是互斥型的，那么他们就可以用编码的方法显示，因为不能同时给出，只能同时给出一个，所以可以用一个三八译码器来进行编码，三八译码器有三位，三位全为0的时候，代表什么指令也不给，注意这里必须要留出一个状态表示什么信号也不给，所以如果有8个互斥信号的话，是不能用三八译码器的，得用四位来编码。

 

2、微指令地址形成方法

下地址字段法 

特点：微指令长，控存容量大

计数器法  μPC

特点：微指令器，需要加法器

 

 减少了下址字段，有效节约了控存的空间。

5、水平型微指令编码效率

 

 6、垂直型微指令

 

 7、垂直型微指令实例

 

 8、水平型与垂直型微指令

水平型微指令

　　并行操作能力强，效率高，灵活性强

　　微指令字较长，微程序短，控存容量大，性能佳

垂直型微指令

　　字长短，微程序长，控存容量小，性能差

　　垂直型与汇编指令相似，易于掌握

　　基本被淘汰