微程序控制器实验

2020-03-01 278浏览

1.计算机组成原理 ( 实验三) --------- 微程序控制器实验
2.控制器是计算机五大功能模块之一 , 它是指挥和挥挥挥计算机各部件有条不紊的工作的计算机核心部件。根据其工作原理，可分挥挥挥合挥挥挥控挥制器挥挥和微挥程序控制器。今天我挥作挥的实验是微程序控制器。
3.微程序控制器的基本工作原理微程序控制器组成中的核心成分是控制存储器，它用于存储按一定的规则组织好的全部控制信号，通常用 ROM 器件来实现。在 TEC—2 教学机上用 7 片 * 8 位 LS6116 组成。其主要内容由二部分组成，一部分是由执行一条指令的一个运行步骤所用到的全部控制信号（产生的微命令）；另一部分是指明下一个步骤的地址信息（下一条微指令地址）。
4.因此，微程序控制器的工作原理是依据挥来的机器挥挥挥挥指令的操作挥，找到与之挥挥挥挥挥挥挥的一段微程序入口地址，并按由指令具体功能所确定的次序，逐条从控制存储器中挥计出微指令，以 “挥挥 ”挥算机各功能部件正确运行。
5.操作码操作码
6.控制存储器是微程序控制器的最核心的部分，用于存放教学机的微程序，由 56 位挥挥成，用挥挥 7 片 74LS6116 随机挥写的挥挥 8 位 ×2048 字的内存芯片挥挥挥。通常控制存挥挥挥挥挥挥器都是用高速ROM 芯片实现，把已设计好的微程序固化在里挥，挥挥提供挥挥挥挥操作功能，可靠性更高些。教挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥学机要支持动态微程序设计，即允许把自己设计的微程序写进控制存储器，在实验机加电启动时 , 首先必须把已设计好的 53 条机器指令挥挥用到的微程序挥挥挥挥挥挥挥入控制挥挥存储器。正常执行微程序时，该控制存储器将依据 A m2910 它的 10 位地址，在读写命令 W挥／ R( 为读提供出给的微指令将通过 CP 脉冲，打入挥挥控制高是读操作 )组控制下出相应单元的一条微指令。器的第二个成部件读 —— 微指令寄存器 PLR 中。已知一条微指令的内容通常由下地址和控制信号 ( 微命令 ) 两部分挥挥成。挥下地址可能又被分成几个小字段，它们被用于控制、形成或直接提供下一条微指令的地址，是供给控制器部件本身使用的。微命令也由若干个小字段挥挥成，提供挥挥挥挥计算机其他功能部件，如运算器、主存、输入／输出设备的控制信号。
7.用／ VECT 信号把通过水平板上的开关给分10 别用／ MAP 出的位微指令的手拨控制器的第三和／ PL 两个信号选地址接通到 Am2910 的个组成成分，是通 DMAPROM 输入端。和微微程序定序器 Am 与 Am2910 指配套的电路，主要包括令下地址字段的 MAP ROM 和用于形成／输出 CC送信号逻辑值的条件判到 Am2910 2910 器件及其配定挥挥路。挥 MAPROM的被用作 D 输入端，从而挥套电路。指令微地址映射部挥挥挥挥挥挥挥挥接电源3 选件，它变换指令的操作码为该指令对应的微程形成把DCP 输入端的把／接地，使微指令CCEN芯片组序段入口地址，由两片 74LS2716ROM 1 挥挥功能。，使的条件地址十 Am2910 1 总成，其地址为指令的操作码，对应单元中存放果只取决于／挥挥挥挥挥C 是执判断行。挥挥相应微程序段的入口地址，执行读操作，并用 C。／ MAP 选通读出的信息，解决的是指令功能把 Am2910 的分支问题。／ OE 端接地，使其输出 Y11 一 Y0 总保持有效 ( 挥用 Y 一 YO 共 10 位 ) 9 。
8.得到下一条微指令地址的有关技术主要包括： ① 微程序顺序执行时，下地址为本条微指令地址加 1 。 ② 在微程序必定挥挥向某一微地址挥挥挥挥挥挥挥，可以在微指令字中的相挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥字段中挥挥挥挥出挥挥地址挥挥 ③ 按微指令 ( 上一条或本条 ) 的某一执行结果的状态，选择顺序执行或转向某一地址，此时必须在微指令字中指明需判断的执行结果及转移地址。要判断的执行结果，可以是运算器的标志位状态，控制器的执行状态，如多次的微指令循环是否结束，外设是否请求中断等等。 ④ 微子程序的调用及返回控制，会用到微堆栈。 ⑤ 依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址的控制，它可以是前述第③ 条的更复杂一点的用法，也包括依据取来的机器指令的操作码，找到对应该条指令的执行过程的一段微程序的入口地址。这后一种情况通常被称为微程序控制中的功能分支转移。此时在微指令字中直接给出多个下地址是不现实的或不合理的，挥找出更合理的解决方案。挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥挥
9.Am2910 输出 3 个使能信号：／ PI 和／ MAP 及／ VECT ，用以决定直 Am2910 是一片能提供寄存器／计数器由 12 微堆栈是由 5 字 ×12 位的寄存器堆栈D和微堆栈接挥挥入的来源。个 D 型触挥挥器挥挥成。当它挥挥挥 12 位微指令地址的器指针 μSP 组成，主要用于保存微子程序调用时 • 当／ PL 有效时用作寄存器时 ( 即／ PL ＝ 0) ， D 来源，主要用于微程序计数器由 12 位的增量器和 12 位件，即它的挥入挥挥环挥出的首地址。微堆的返回地址和微程序循栈指于微指令的下地址字段，用于挥挥微程序挥挥挥现挥保存一个微地址，用以实 Am2910 包的寄存器 μPC 挥成。当增量器的挥挥挥位挥入针的地址位数和器件内 μSP 总是指向最后一次压入的数据，因此，微程序转移；当它用作计移； CI 挥高挥挥挥平挥挥，多路器的挥挥挥挥挥出 Y 加 1 后装括一个 4挥入执行微程序循环时，允许不执行弹出操作而直数器( 挥挥，具有减一功能挥挥挥挥＝挥挥0)( 何的部件位数均为 12 位 • 当／ MAP 有效时即／ MAP 。D 入 μPC( 即 μPC ←Y 十 1 、 ) ，用于实现微接，能直接寻址访问微堆栈的栈顶。当微堆栈中的数据达到时减一，取决于Am2910 的多路地址选来源于 MAPROM ，用于实现从机器指令的 4096 条程序的顺序执行；而当 CI 为低电平时，多的命令码 ) ，主要用于控 5 个时，就发出微堆栈已满信号 ( ／ FULL ＝操作码找到相应的微程序段首地址的转移；择器，用来从间范围。μPC( 即 μPC←Y) 路器的输出 Y 直接装入制微程序的循挥次数，若挥挥挥挥 0)微指令字的空，这时，任何压入操作都将覆盖掉栈顶的原 • 当／ VECT 有效时， ( 即／ VECT ＝ 0) 寄存器／计数装入的初值为 N ，挥挥可能挥，用于实现同一条微指令的多次执行。有数据。，原意来源于中断向量，现用于接收手拔微执行 N 十 1 次循环。器 (R ／ C) ，地址。直接挥入挥 (D) ，微程序计数器 (μPC) 或微堆栈 (F)4 路输入中，选择其一作为下一条微指令的地址。 Y11—Y0 ：下一条微指令的地址，它直接被用作挥挥挥控制存挥挥挥器的地址。
10.CP ：时钟脉冲信输入／ CC 和条件允挥／条件挥 CCEN 信号号，由低变高的上用来共同确定测试条件是否通过，若／ C 升挥挥沿触挥挥挥所挥CEN 挥内 I为低且／一 I 。：的 3 CCAm2910 为高，则指明测试失效部状态的变化；而／命令码，来自微指令字 D11为低，均表明一 Do ：外部 CCEN 为高或／ CC 的有选择挥挥通挥挥关挥字段，用以挥。若把／挥 CCEN 接地，即使其恒直接输人的数据 CI ：增量器进条命令之位输，既可作为寄存 Am2910 的 16 为低电平，则可以只使用／ CC 判断测试高电平时器／计数器的初一。挥果入，当其，／ CC 为为低是测试通过，／ CC 为／ OE ： Y 挥，控制微指令地址增值，也可以经过高则表明测试失效，我们在教学计算机中出允许信号，量，即执行 μPC←Y 地址多路选择器就是这样用的。低电平有效，／十 RLD ：寄存器／计数器装 1 ，当为低电平时直接从 Y 输出，当为高电平时入信号，当其为低时，，执行 μPC←Y 。电平作为下一条微指， Y 输出为高不管 Am2910 所执行的命令和令的地址。阻态。测试条件如何，都强制把直接输入 D11—Do 装入 Am291 0 内部的寄存器／计数器。
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12.
13.开关手拔数据未用（ NC ）运算器输出 IR 指令的低 8 位 AR 状态寄存器中断优先级中断优先级未使用 NC 转用开中断转用关中断待定
14.用
15.ADD “ 加” INC“ 减” ADD “ 挥挥位 ”加
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17.4 位标志位的值保持不变接收 ALU 标志位的输出值恢复标志位原现场值清 “ 0” 置 “ 1” 右移左移联合右移不变
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19.