PC→BUS进行水平微操作指令设计时需要几个字段

你的题目不完整吧,不提供单字节数的个数无法控制循环,既然说了计算结果放在R1和R2中那就说明结果是2字节数而不是单字节数.

完整的题目应该是这样的:

无符号的多个单字节数加法.多个单字节数(假设7个字节)依次存放在片内RAM 21H开始的连续单元中,要求将计算结果存放在R1和R2中(假定相加的和为2字节数),其中R1为高位,R2为低位.

程序如下:

ORG 2000H

MOV R0,#21H 定义R0为地址指针

MOV R3,#07H 定义字节数

MOV R2,#00H 定义和的初值(低字节)

MOV R1,#00H 定义和的初值(高字节)

LOOP:MOV A, @R0 取加数

ADD A,R2 加法运算

MOV R2,A 存结果

JNC LOOP1 判断有进位

INC R1 有进位高字节加1

LOOP1:INC R0 修改地址指针

DJNZ R3,LOOP 字节数减1,并判断为零

JMP $

在6.3节中所讲的就是这种方法.但在某些复杂的计算机中,微命令甚至可多达三四百个,这使微指令字长达到难以接受的地步,并要求机器有大容量控制存储器,为了改进设计出现了以下各种编译法.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(2)

2.字段直接编译法

在计算机中的各个控制门,在任一微周期内,不可能同时被打开,而且大部分是关闭的(相应的控制位为"0").所谓微周期,指的是一条微指令所需的执行时间.如果有若干个(一组)微命令,在每次选择使用它们的微周期内,只有一个微命令起作用,那么这若干个微命令是互斥的.

例如,向主存储器发出的读命令和写命令是互斥的又如在ALU部件中,送往ALU两个输入端的数据来源往往不是唯一的,而每个输入端在任一微周期中只能输入一个数据,因此控制该输人门的微命令是互斥的.

选出互斥的微命令,并将这些微命令编成一组,成为微指令字的一个字段,用二进制编码来表示, 就是字段直接编译法.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(3)

例如,将7个互斥的微命令编成一组,用三位二进制码分别表示每个微命令,那么在微指令中,该字段就从7位减成3位,缩短了微指令长度.而在微指令寄存器的输出端,为该字段增加一个译码器,该译码器的输出即为原来的微命令.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(4)

字段长度与所能表示的微命令数的关系如下:

字段长度 微命令数

2位 2～3

3位 4～7

4位 8～15

一般每个字段要留出一个代码,表示本段不发出任何微命令,因此当字段长度为3位时,最多只能表示7个互斥的微命令,通常代码000表示不发微命令.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(5)

3.字段间接编译法

字段间接编译法是在字段直接编译法的基础上,进一步缩短微指令字长的一种编译法.

如果在字段直接编译法中,还规定一个字段的某些微命令,要兼由另一字段中的某些微命令来解释,称为字段间接编译法.

本方法进一步减少了指令长度,但很可能会削弱微指令的并行控制能力,因此通常只作为直接编译法的一种辅助手段.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(6)

字段A(3位)的微命令还受字段B控制,当字段B发出b1微命令时,字段A发出a1,1,a1,2,…,a1,7中的一个微命令而当字段B发出b2微命令时,字段A发出a2,1,a2,2,…,a2,7中的一个微命令,仅当A为000时例外,此时什么控制命令都不产生.

6.4.1 微指令的编译法(编码译码方法)(7)

4.常数源字段E

在微指令中,一般设有一个常数源字段E就如指令中的直接操作数一样.E字段一般仅有几位,用来给某些部件发送常数,故有时称为发射字段.

该常数有时作为操作数送入ALU运算有时作为计算器初值,用来控制微程序的循环次数等.

6.4.2 微程序流的控制 (1)

当前正在执行的微指令,称为现行微指令,现行微指令所在的控制存储器单元的地址称现行微地址,现行微指令执行完毕后,下一条要执行的微指令称为后继微指令,后继微指令所在的控存单元地址称为后继微地址.

所谓微程序流的控制是指当前微指令执行完毕后,怎样控制产生后继微指令的微地址.

与程序设计相似,在微程序设计中除了顺序执行微程序外还存在转移功能和微循环程和微子程序等,这将影响下址的形成.

下面介绍几种常见的产生后继微指令地址的方法.

6.4.2 微程序流的控制 (2)

(1)以增量方式产生后继微地址.

在顺序执行微指令时,后继微地址由现行微地址加上一个增量(通常为1)形成的而在非顺序执行时则要产生一个转移微地址.

机器加电后执行的第一条微指令地址(微程序入口)来自专门的硬件电路,控制实现取令操作,然后由指令操作码产生后继微地址.接下去,若顺序执行微指令,则将现行微地址主微程序计数器( PC中)+1产生后继微地址若遇到转移类微指令,则由 PC与形成转移微地址的逻辑电路组合成后继微地址.

6.4.2 微程序流的控制 (3)

6.4.2 微程序流的控制 (4)

(2)增量与下址字段结合产生后继微地址

将微指令的下址字段分成两部分:转移控制字段BCF和转移地址字段BAF,当微程序实现转移时,将BAF送 PC,否则顺序执行下一条微指令( PC+1).

执行微程序条件转移时,决定转移与否的硬件条件有好几种.例如,"运算结果为零","溢出","已完成指定的循环次数"等.

我们假设有八种转移情况,定义了八个微命令(BCF取3位),在图中设置计数器CT用来控制循环次数.如在执行乘(或除)法指令时,经常采用循环执行"加,移位"(或减,移位)的方法,指令开始执行时,在CT中置循环次数)每执行一次循环,计数器减1,当计数器为零时结束循环.又考虑到执行微子程序时,要保留返回微地址,因此图中设置了一个返回寄存器RR.

1、概念不同。

微程序（microprogram）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。在有微程序的系统中，当CPU执行机器指令时，会在控制存储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操作，从而完成该程序语句的功能。

微指令是指在微程序控制的计算机中，同时发出的控制信号所执行的一组微操作。

微命令即控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令。在微指令的控制字段中，每一位代表一个微命令。

2、包含内容不同。

每一个微程序包含若干条微指令，在微指令的控制字段中,每一位代表一个微命令。

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3、功能不同。

微程序用于实现机器指令的功能。微指令用于完成一个功能相对完整的操作。微命令一般用于控制数据通路上门的打开/关闭，或者功能选择。

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一台数字计算机基本上可以划分为两大部分---控制部件和执行部件。控制器就是控制部件，而运算器、存储器、外围设备相对控制器来说就是执行部件。那么两者是怎么联系的呢？控制部件与执行部件的一种联系就是通过控制线。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常这种控制命令叫做微命令，而执行部件接受微命令后所执行的操作就叫做微操作。控制部件与执行部件之间的另一种联系就是反馈信息。执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况，以便使得控制部件根据执行部件的状态来下达新的微命令，这也叫做“状态测试”。微操作在执行部件中是组基本的操作。由于数据通路的结构关系，微操作可分为相容性和相斥性两种。

在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条微指令。一般的微指令格式由操作控制和顺序控制两部分构成。操作控制部分用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。其顺序控制部分用来决定产生下一个微指令的地址。事实上一条机器指令的功能是由许多条微指令组成的序列来实现的。这个微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是由微指令组成的，那么当执行当前的一条微指令的时候。必须指出后继微指令的地址，以便当前一条微指令执行完毕以后，取下一条微指令执行。

机器指令和微指令的关系归纳如下：

1. 一条机器指令对应一个微程序，这个微程序是由若干条微指令构成的。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。简而言之，一条机器指令所完成的操作划分成若干条微指令来完成，由微指令进行解释和执行。

2.从指令与微指令，程序与微程序，地址与微地址的一一对应关系上看，前者与内存储器有关，而后者与控制存储器（它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三部分组成。其中，微指令寄存器又分为微地址寄存器和微命令寄存器两部分）有关，与此相关也有相对应的硬设备。

3.从一般指令的微程序执行流程图可以看出。每个CPU周期就对于一条微指令。这就告诉我们怎么设计微程序，也将使得我们进一步体验到机器指令跟微指令的关系 。

2.计算机的指令有微指令,机器指令和宏指令之分.微指令是微程序级的命令,它属于硬件宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件而机器指令则介于微指令与宏指令之间,通常简称为指令,每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作.一台计算机支持(或称使用)的全部指令构成该机的指令系统.指令系统直接与计算机系统的性能和硬件结构的复杂程度等密切相关,它是设计一台计算机的起始点和基本依据。