R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 2 2 2 2 特点 特点 特点 特点 ALUALUALUALU为内部数据传送通路的中心 为内部数据传送通路的中心 为内部数据传送通路的中心 为内部数据传送通路的中心 寄存器寄存器寄存器寄存器采用采用采用采用 内总线内总线内总线内总线采用单向数据总线采用单向数据总线采用单向数据总线采用单向数据总线 16 16 16 16位位位位 分立结构 分立结构 分立结构 分立结构 与系统总线与系统总线与系统总线与系统总线 的连接通过的连接通过的连接通过的连接通过 MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR实现 实现 实现 实现 MDRMDRMDRMDR 输入输入输入输入 输出至输出至输出至输出至DBDBDBDB 输出至输出至输出至输出至ALUALUALUALU的的的的B B B B门门门门 输出输出输出输出 从内总线输入从内总线输入从内总线输入从内总线输入 从从从从DBDBDBDB输入输入输入输入 打入打入打入打入 置入置入置入置入 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 4 4 4 4 各类信息传送途径各类信息传送途径各类信息传送途径各类信息传送途径 M M M M 1 1 1 1 指令信息 指令信息 指令信息 指令信息 置入置入置入置入 DBDBDBDBIRIRIRIR 2 2 2 2 地址信息 地址信息 地址信息 地址信息 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 1 1 1 1 指令地址 指令地址 指令地址 指令地址 2 2 2 2 指令地址加 指令地址加 指令地址加 指令地址加1 1 1 1 PCPCPCPC 打入打入打入打入 A A A AALUALUALUALU移 移移移内内内内MARMARMARMAR PCPCPCPCA A A AALUALUALUALU移移移移内 内内内PCPCPCPC C C C C0 0 0 0 打入打入打入打入 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 3 3 3 3 转移地址 转移地址 转移地址 转移地址 寄存器寻址 寄存器寻址 寄存器寻址 寄存器寻址 R0R0R0R0 打入打入打入打入 B B B BALUALUALUALU移 移移移内内内内PCPCPCPC 寄存器间址 寄存器间址 寄存器间址 寄存器间址 R0 R0R0R0 打入打入打入打入 B B B BALUALUALUALU移 移移移内内内内MARMARMARMAR ABABABABM M M MDBDBDBDB 置入置入置入置入 MDRMDRMDRMDRB B B B移 移 移 移 内内内内PCPCPCPCALUALUALUALU R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 4 4 4 4 操作数地址 操作数地址 操作数地址 操作数地址 寄存器间址 寄存器间址 寄存器间址 寄存器间址 R0R0R0R0 打入打入打入打入 B B B BALUALUALUALU移移移移内 内内内MARMARMARMAR R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 变址 变址 变址 变址 R0R0R0R0 PCPCPCPCA A A AALUALUALUALU移移移移内 内内内MARMARMARMARABABABAB M M M MDBDBDBDB 移移移移 内内内内C C C C M M M M MDRMDRMDRMDRB B B BALUALUALUALU ALUALUALUALU C C C C A A A A B B B B 移移移移内内内内MARMARMARMAR R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 3 3 3 3 数据信息 数据信息 数据信息 数据信息 1 1 1 1 R R R RR R R R R0 R0R0R0 打入打入打入打入 B B B BALUALUALUALU移移移移内 内内内R1R1R1R1 DBDBDBDBM M M M DBDBDBDBMDRMDRMDRMDRB B B B移 移 移 移 内内内内R2R2R2R2ALUALUALUALU 2 2 2 2 R R R RM M M M R0 R0R0R0 打入打入打入打入 B B B BALUALUALUALU内内内内MDRMDRMDRMDR 3 3 3 3 M M M MR R R R M M M M R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 4 4 4 4 M M M MM M M M M M M M 源源源源 R0R0R0R0MDRMDRMDRMDRDBDBDBDB内内内内I OI OI OI OALUALUALUALU5 5 5 5 R R R RI OI OI OI O 打入打入打入打入 DBDBDBDBMDRMDRMDRMDR内 内内内C C C CALUALUALUALU 计算目的地址计算目的地址计算目的地址计算目的地址 DBDBDBDBM M M MC C C CALUALUALUALU内内内内MDRMDRMDRMDR 目的目的目的目的 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 DBDBDBDB DBDBDBDB DMADMADMADMA方式 方式 方式 方式 I OI OI OI O 6 6 6 6 I OI OI OI OR R R R 打入打入打入打入 I OI OI OI OMDRMDRMDRMDR内 内内内R0R0R0R0ALUALUALUALU 7 7 7 7 I OI OI OI OM M M MM M M M R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 5 5 5 5 微命令设置微命令设置微命令设置微命令设置 1 1 1 1 数据通路数据通路数据通路数据通路 操作 操作 操作 操作 ALUALUALUALU功能选择 功能选择 功能选择 功能选择 ALUALUALUALU输入选择 输入选择 输入选择 输入选择 输出移位选择 输出移位选择 输出移位选择 输出移位选择 结果分配 结果分配 结果分配 结果分配 R0R0R0R0A A A A R0R0R0R0B B B B S S S S3 3 3 3S S S S2 2 2 2S S S S1 1 1 1S S S S0 0 0 0 M M M M C0C0C0C0 不移 左移 不移 左移 不移 左移 不移 左移 CPR0CPR0CPR0CPR0 CPCCPCCPCCPC CPMARCPMARCPMARCPMAR R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 2 2 2 2 访访访访M M M M I OI OI OI O 操作 操作 操作 操作 读读读读 R R R R 地址使能地址使能地址使能地址使能 EMAREMAREMAREMAR 写写写写 W W W W 置入置入置入置入MDRMDRMDRMDR SMDR SMDR SMDR SMDR 1 1 1 1 MARMARMARMAR向向向向ABABABAB送地址送地址送地址送地址 0 0 0 0 00 00 00 00 MDRMDRMDRMDR与与与与DBDBDBDB断开断开断开断开 MARMARMARMAR与与与与ABABABAB断开断开断开断开 R 1R 1R 1R 1读读读读 W 1 W 1 W 1 W 1写写写写 置入置入置入置入IRIRIRIR SIR SIR SIR SIR R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 R0 R3 C D C D C D C D C D C D C D C D SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR SP PC PSW MDR A A A A 移位器移位器 B B B B ALUALUALUALU R2R2R2R2 R0R0R0R0 R1R1R1R1 M M M MI OI OI OI O CBCBCBCB 内总线内总线内总线内总线 C C C C R3 R3 R3 R3 D D D D MARMARMARMAR MDRMDRMDRMDR IR IR IR IR PC PC PC PC SP SP SP SP PSWPSWPSWPSW ABABABAB DBDBDBDB 控制控制 逻辑逻辑 3 6 3 3 6 3 3 6 3 3 6 3 组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计 1 1 1 1 时序系统时序系统时序系统时序系统 1 1 1 1 工作周期 工作周期 工作周期 工作周期 取指周期取指周期取指周期取指周期FTFTFTFT 用于指令正常执行用于指令正常执行用于指令正常执行用于指令正常执行 设置设置设置设置6 6 6 6个触发器分别个触发器分别个触发器分别个触发器分别 作为各作为各作为各作为各周期状态标志周期状态标志周期状态标志周期状态标志 源周期源周期源周期源周期STSTSTST 目的周期目的周期目的周期目的周期DTDTDTDT 执行周期执行周期执行周期执行周期ETETETET 中断周期中断周期中断周期中断周期ITITITIT DMADMADMADMA周期周期周期周期DMATDMATDMATDMAT 用于用于用于用于I OI OI OI O传送控制传送控制传送控制传送控制 1 1 1 1 工作周期开始工作周期开始工作周期开始工作周期开始 0 0 0 0 工作周期结束工作周期结束工作周期结束工作周期结束 在整个指令周期中 任何时候必须 且只能有一在整个指令周期中 任何时候必须 且只能有一在整个指令周期中 任何时候必须 且只能有一在整个指令周期中 任何时候必须 且只能有一 个工作周期状态标志为个工作周期状态标志为个工作周期状态标志为个工作周期状态标志为 1 1 1 1 1 1 1 1 取指周期 取指周期 取指周期 取指周期FTFTFTFT 从从从从M M M M取出指令并译码 取出指令并译码 取出指令并译码 取出指令并译码 公操作公操作公操作公操作修改修改修改修改PCPCPCPC 3 3 3 3 目的周期 目的周期 目的周期 目的周期DTDTDTDT 4 4 4 4 执行周期 执行周期 执行周期 执行周期ETETETET 取指结束时 按操作码和寻址方式取指结束时 按操作码和寻址方式取指结束时 按操作码和寻址方式取指结束时 按操作码和寻址方式 R R R R 非非非非R R R R寻址寻址寻址寻址 转相应工作周期 转相应工作周期 转相应工作周期 转相应工作周期 按寻址方式按寻址方式按寻址方式按寻址方式 非非非非R R R R寻址寻址寻址寻址 形成源地址 从形成源地址 从形成源地址 从形成源地址 从 M M M M取出源操取出源操取出源操取出源操 作数 暂存于作数 暂存于作数 暂存于作数 暂存于 C C C C 2 2 2 2 源周期 源周期 源周期 源周期STSTSTST 按寻址方式按寻址方式按寻址方式按寻址方式 非非非非R R R R寻址寻址寻址寻址 形成目的地址 或从形成目的地址 或从形成目的地址 或从形成目的地址 或从 M M M M取出取出取出取出 目的操作数 暂存于目的操作数 暂存于目的操作数 暂存于目的操作数 暂存于 D D D D 按操作码完成相应操作按操作码完成相应操作按操作码完成相应操作按操作码完成相应操作 传送 运算 取转移地址传送 运算 取转移地址传送 运算 取转移地址传送 运算 取转移地址 送入送入送入送入PCPCPCPC 返回地址压栈保存 返回地址压栈保存 返回地址压栈保存 返回地址压栈保存 后续指令地址送入后续指令地址送入后续指令地址送入后续指令地址送入 MARMARMARMAR 5 5 5 5 中断周期 中断周期 中断周期 中断周期ITITITIT 关中断 保存断点和关中断 保存断点和关中断 保存断点和关中断 保存断点和 PSWPSWPSWPSW 转服务程序入口 转服务程序入口 转服务程序入口 转服务程序入口 由硬件完成由硬件完成由硬件完成由硬件完成 1 1 1 1 时钟周期时间 时钟周期时间 时钟周期时间 时钟周期时间 ITITITIT指指指指CPUCPUCPUCPU响应中断请求后 到执行中断服务程序前 响应中断请求后 到执行中断服务程序前 响应中断请求后 到执行中断服务程序前 响应中断请求后 到执行中断服务程序前 6 6 6 6 DMADMADMADMA周期周期周期周期DMATDMATDMATDMAT 一次从一次从一次从一次从M M M M读出 并经数据通路传送的操作 读出 并经数据通路传送的操作 读出 并经数据通路传送的操作 读出 并经数据通路传送的操作 或或或或 一次数据通路传送操作 一次数据通路传送操作 一次数据通路传送操作 一次数据通路传送操作 或或或或 一次向一次向一次向一次向M M M M写入的操作写入的操作写入的操作写入的操作 DMATDMATDMATDMAT指指指指CPUCPUCPUCPU响应响应响应响应DMADMADMADMA请求后 到传送完一次数据 请求后 到传送完一次数据 请求后 到传送完一次数据 请求后 到传送完一次数据 DMADMADMADMA控制器接管总线权 控制直传 控制器接管总线权 控制直传 控制器接管总线权 控制直传 控制器接管总线权 控制直传 2 2 2 2 时钟周期 时钟周期 时钟周期 时钟周期 节拍节拍节拍节拍 T T T T 1 1 1 1微秒微秒微秒微秒完成一步操作 完成一步操作 完成一步操作 完成一步操作 模型机以模型机以模型机以模型机以访存时间访存时间访存时间访存时间作为作为作为作为一步操作时间一步操作时间一步操作时间一步操作时间 一个总线一个总线一个总线一个总线 周期周期周期周期等于等于等于等于一个时钟周期一个时钟周期一个时钟周期一个时钟周期 可根据需要扩展 可根据需要扩展 可根据需要扩展 可根据需要扩展 由硬件完成由硬件完成由硬件完成由硬件完成 2 2 2 2 时钟周期数 时钟周期数 时钟周期数 时钟周期数 每个工作周期第一拍每个工作周期第一拍每个工作周期第一拍每个工作周期第一拍 T 0T 0T 0T 0 每开始一个新节拍每开始一个新节拍每开始一个新节拍每开始一个新节拍 T T T T计数计数计数计数 工作周期结束时工作周期结束时工作周期结束时工作周期结束时 T T T T清清清清0 0 0 0 一个工作周期中的时钟数一个工作周期中的时钟数一个工作周期中的时钟数一个工作周期中的时钟数 可变可变可变可变 用用用用计数器计数器计数器计数器T T T T控制节拍数控制节拍数控制节拍数控制节拍数 每个时钟结束时设置一个脉冲 每个时钟结束时设置一个脉冲 每个时钟结束时设置一个脉冲 每个时钟结束时设置一个脉冲 3 3 3 3 工作脉冲 工作脉冲 工作脉冲 工作脉冲P P P P 1 1 1 1 S S S S T T T T P P P P 打入寄存器打入寄存器打入寄存器打入寄存器进行时序转换进行时序转换进行时序转换进行时序转换 周期状态设置 周期状态设置 周期状态设置 周期状态设置 清除清除清除清除 时钟时钟时钟时钟T T T T计数计数计数计数 清除 清除 清除 清除 将计数值译码 可产生节拍电位 将计数值译码 可产生节拍电位 将计数值译码 可产生节拍电位 将计数值译码 可产生节拍电位 2 2 2 2 控制流程控制流程控制流程控制流程 工作周期转换工作周期转换工作周期转换工作周期转换 FT FT FT FT 双双双双单单单单转转转转 SRSRSRSR ST ST ST ST DRDRDRDR DT DT DT DT ET ET ET ET DMAT DMAT DMAT DMAT DMADMADMADMA请求 请求 请求 请求 中断请求 中断请求 中断请求 中断请求 IT IT IT IT SRSRSRSR DRDRDRDR Y Y Y Y N N N N Y Y Y Y N N N N 3 3 3 3 指令流程图与操作时间表指令流程图与操作时间表指令流程图与操作时间表指令流程图与操作时间表 1 1 1 1 取指周期 取指周期 取指周期 取指周期FTFTFTFT 拟定指令流程 拟定指令流程 拟定指令流程 拟定指令流程 初始化时置入初始化时置入初始化时置入初始化时置入 FTFTFTFT 确定各工作周期中每拍完成的具体确定各工作周期中每拍完成的具体确定各工作周期中每拍完成的具体确定各工作周期中每拍完成的具体 操作 寄存器传送级 操作 寄存器传送级 操作 寄存器传送级 操作 寄存器传送级 列操作时间表 列操作时间表 列操作时间表 列操作时间表 列出每一步操作所需的微命令及产列出每一步操作所需的微命令及产列出每一步操作所需的微命令及产列出每一步操作所需的微命令及产 生条件 生条件 生条件 生条件 1 1 1 1 进入 进入 进入 进入FTFTFTFT的方式的方式的方式的方式 FTFTFTFT S S S SR R R R D D D DC C C C Q Q Q QQ Q Q Q 总清总清 1 1 1 1 程序正常运行时程序正常运行时程序正常运行时程序正常运行时 同步打入同步打入同步打入同步打入FTFTFTFT 1 FT1 FT1 FT1 FTCPFTCPFTCPFTCPFT 2 2 2 2 流程图 流程图 流程图 流程图 1 ST1 ST1 ST1 ST FT0FT0FT0FT0 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC M IRM IRM IRM IR 3 3 3 3 操作时间表 操作时间表 操作时间表 操作时间表 FT0FT0FT0FT0 电位型微命令电位型微命令电位型微命令电位型微命令脉冲型微命令脉冲型微命令脉冲型微命令脉冲型微命令 M IRM IRM IRM IREMAR EMAR EMAR EMAR R R R R SIRSIRSIRSIR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC A PC A PC A PC A A 1 A 1 A 1 A 1 DMDMDMDMCPPCCPPCCPPCCPPC 1 DT1 DT1 DT1 DT 1 ET1 ET1 ET1 ET 或或或或 或或或或 CPFT P CPFT P CPFT P CPFT P CPST P CPST P CPST P CPST P CPDT P CPDT P CPDT P CPDT P CPET P CPET P CPET P CPET P CPT P CPT P CPT P CPT P 工作周期中 每拍结束时发工作周期中 每拍结束时发工作周期中 每拍结束时发工作周期中 每拍结束时发 CPTCPTCPTCPT 工作周期结束时 工作周期结束时 工作周期结束时 工作周期结束时 5 5 5 5个时序打入命令都发 个时序打入命令都发 个时序打入命令都发 个时序打入命令都发 转换转换转换转换 2 2 2 2 传送指令 传送指令 传送指令 传送指令 FT0FT0FT0FT0 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC M IRM IRM IRM IR 1 1 1 1 流程图 流程图 流程图 流程图 例例例例1 1 1 1 MOV R0MOV R0MOV R0MOV R0 R1R1R1R1 源数源数源数源数 ET0ET0ET0ET0 R1 R0 R1 R0R1 R0R1 R0 PC MARPC MARPC MARPC MARET1ET1ET1ET1 例例例例2 2 2 2 MOV R0 R1 MOV R0 R1 MOV R0 R1 MOV R0 R1 FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC ST0ST0ST0ST0 R1 MARR1 MARR1 MARR1 MAR ST1ST1ST1ST1 M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C DT0DT0DT0DT0 R0 MARR0 MARR0 MARR0 MAR 目的地址目的地址目的地址目的地址 ET0ET0ET0ET0 C MDRC MDRC MDRC MDR ET1ET1ET1ET1 MDR MMDR MMDR MMDR M ET2ET2ET2ET2 PC MARPC MARPC MARPC MAR 例例例例3 3 3 3 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 FT0FT0FT0FT0 M IR M IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC 形地形地形地形地 取源操作数 取源操作数 取源操作数 取源操作数 暂存于暂存于暂存于暂存于C C C C 需需需需5 5 5 5步 步 步 步 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC ST0ST0ST0ST0 PC MARPC MARPC MARPC MAR DT1DT1DT1DT1 M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C DT0DT0DT0DT0 C MDRC MDRC MDRC MDR 源数源数源数源数 ET0ET0ET0ET0 C R1 MARC R1 MARC R1 MARC R1 MAR ET1ET1ET1ET1 MDR MMDR MMDR MMDR M ET2ET2ET2ET2 PC MARPC MARPC MARPC MAR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC 例例例例3 3 3 3 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 MOV X R0 X R1 FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C ST1ST1ST1ST1 ST2ST2ST2ST2 ST3ST3ST3ST3 ST4ST4ST4ST4 PC MARPC MARPC MARPC MAR M MDR DM MDR DM MDR DM MDR D 形地形地形地形地 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCDT2DT2DT2DT2 DT3DT3DT3DT3 D R0 MARD R0 MARD R0 MARD R0 MAR 目的地址目的地址目的地址目的地址 取目的地址 取目的地址 取目的地址 取目的地址 暂存于暂存于暂存于暂存于MARMARMARMAR 需需需需4 4 4 4步 步 步 步 源数送存储器 源数送存储器 源数送存储器 源数送存储器 需需需需3 3 3 3步 步 步 步 FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR 2 2 2 2 操作时间表 操作时间表 操作时间表 操作时间表 例 例 例 例 MOV R1 MOV R1 MOV R1 MOV R1 SP SP SP SP SP MARSP MARSP MARSP MAR M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCCPPCCPPCCPPCCPPC ST0ST0ST0ST0 SP 1 SPSP 1 SPSP 1 SPSP 1 SP EMAREMAREMAREMAR R R R R SMDRSMDRSMDRSMDR MDR B MDR BMDR BMDR B 输出输出输出 输出B B B B DMDMDMDM CPCCPCCPCCPC SP ASP ASP ASP A A 1A 1A 1A 1 DMDMDMDM CPSPCPSPCPSPCPSP EMAREMAREMAREMAR PC APC APC APC A A 1A 1A 1A 1 R R R RSIRSIRSIRSIR DMDMDMDM1 ST1 ST1 ST1 ST CPFT P CPFT P CPFT P CPFT P CPET P CPET P CPET P CPET P CPT P CPT P CPT P CPT P DMDMDMDM CPMARCPMARCPMARCPMAR输出输出输出输出A A A ASP ASP ASP ASP AT 1T 1T 1T 1 CPT P CPT P CPT P CPT P T 1T 1T 1T 1 CPT P CPT P CPT P CPT P ST1ST1ST1ST1 ST2ST2ST2ST2 1 DT1 DT1 DT1 DT CPFT P CPFT P CPFT P CPFT P CPET P CPET P CPET P CPET P CPT P CPT P CPT P CPT P ET1ET1ET1ET1 MDR MMDR MMDR MMDR M PC MARPC MARPC MARPC MARET2ET2ET2ET2 EMAREMAREMAREMARW W W WT 1T 1T 1T 1 CPT P CPT P CPT P CPT P DMDMDMDM CPMARCPMARCPMARCPMAR输出输出输出输出A A A APC APC APC APC A1 FT1 FT1 FT1 FT CPFT P CPFT P CPFT P CPFT P CPET P CPET P CPET P CPET P CPT P CPT P CPT P CPT P DT0DT0DT0DT0 R1 MARR1 MARR1 MARR1 MARDMDMDMDM CPMARCPMARCPMARCPMAR输出输出输出输出A A A AR1 AR1 AR1 AR1 A T 1T 1T 1T 1 CPT P CPT P CPT P CPT P 1 ET1 ET1 ET1 ET CPFT P CPFT P CPFT P CPFT P CPET P CPET P CPET P CPET P ET0ET0ET0ET0 C MDRC MDRC MDRC MDRC BC BC BC B 输出输出输出输出B B B B DMDMDMDM CPMDRCPMDRCPMDRCPMDRCPT P CPT P CPT P CPT P 3 3 3 3 双操作数指令 双操作数指令 双操作数指令 双操作数指令 取目的数 暂存于取目的数 暂存于取目的数 暂存于取目的数 暂存于 D D D D 例 例 例 例 ADD X R1 PC ADD X R1 PC ADD X R1 PC ADD X R1 PC FT0FT0FT0FT0 M IR M IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC 立即数立即数立即数立即数 ST0ST0ST0ST0 PC MARPC MARPC MARPC MAR ST1ST1ST1ST1 M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C ST2ST2ST2ST2 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC DT0DT0DT0DT0 PC MAR PC MARPC MARPC MAR DT1DT1DT1DT1 M MDR DM MDR DM MDR DM MDR D DT2DT2DT2DT2 PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC 形式地址形式地址形式地址形式地址 DT3DT3DT3DT3 D R1 MARD R1 MARD R1 MARD R1 MAR DT4DT4DT4DT4 M MDR DM MDR DM MDR DM MDR D 目的数目的数目的数目的数 ET0ET0ET0ET0 C D MDRC D MDRC D MDRC D MDR ET1ET1ET1ET1 MDR MMDR MMDR MMDR M ET2ET2ET2ET2 PC MARPC MARPC MARPC MAR 4 4 4 4 单操作数指令 单操作数指令 单操作数指令 单操作数指令 FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR 例 例 例 例 COM R0 COM R0 COM R0 COM R0 DT0DT0DT0DT0 R0 1 R0R0 1 R0R0 1 R0R0 1 R0 MARMARMARMAR DT1DT1DT1DT1 M MDR DM MDR DM MDR DM MDR D ET0ET0ET0ET0 ET1ET1ET1ET1 MDR MMDR MMDR MMDR M ET2ET2ET2ET2 PC MARPC MARPC MARPC MAR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC D MDRD MDRD MDRD MDR 5 5 5 5 转移 转移 转移 转移 返回指令返回指令返回指令返回指令 无条件无条件无条件无条件 转移转移转移转移 SKPSKPSKPSKP R R R R R R R R R R R R 按按按按R R R R指示从指示从指示从指示从M M M M取转移地址取转移地址取转移地址取转移地址 修改修改修改修改R R R R SP SP SP SP X PC X PC X PC X PC 执行再下条指令 执行再下条指令 执行再下条指令 执行再下条指令 从从从从R R R R取转移地址 取转移地址 取转移地址 取转移地址 按按按按R R R R指示从指示从指示从指示从M M M M取转移地址 取转移地址 取转移地址 取转移地址 从堆栈取返回地址从堆栈取返回地址从堆栈取返回地址从堆栈取返回地址 修改修改修改修改SPSPSPSP 以以以以PCPCPCPC內容为基准转移 內容为基准转移 內容为基准转移 內容为基准转移 RSTRSTRSTRST FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR 例例例例1 1 1 1 JMP R0JMP R0JMP R0JMP R0 SP 1 SPSP 1 SPSP 1 SPSP 1 SP MARMARMARMAR M MDR PCM MDR PCM MDR PCM MDR PC ET0ET0ET0ET0 ET1ET1ET1ET1 SP MARSP MARSP MARSP MAR ET2ET2ET2ET2 R0 PCR0 PCR0 PCR0 PC PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC 无条件转子 无条件转子 无条件转子 无条件转子 R R R R R R R R R R R R SP SP SP SP PC PC PC PC 入口在入口在入口在入口在R R R R中中中中 例例例例2 2 2 2 RST SP RST SP RST SP RST SP FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC ET0ET0ET0ET0 MARMARMARMAR 例例例例3 3 3 3 JMP X PC JMP X PC JMP X PC JMP X PC FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC ET0ET0ET0ET0 PC MARPC MARPC MARPC MAR ET1ET1ET1ET1 M MDR C M MDR CM MDR CM MDR C 位移量位移量 ET2ET2ET2ET2 PC C PCPC C PCPC C PCPC C PC MARMARMARMAR 5 5 5 5 转子指令 转子指令 转子指令 转子指令 入口在入口在入口在入口在M M M M中中中中入口在堆栈中入口在堆栈中入口在堆栈中入口在堆栈中 SP 1 SPSP 1 SPSP 1 SPSP 1 SP MDR MMDR MMDR MMDR M ST1ST1ST1ST1 PC MDRPC MDRPC MDRPC MDR 归纳微命令归纳微命令归纳微命令归纳微命令 综合化简条件综合化简条件综合化简条件综合化简条件 用组合逻辑电路实现 用组合逻辑电路实现 用组合逻辑电路实现 用组合逻辑电路实现 读令读令读令读令R R R R 在在在在STSTSTST形成子程序入口 在形成子程序入口 在形成子程序入口 在形成子程序入口 在 ETETETET保存返回地址 并转保存返回地址 并转保存返回地址 并转保存返回地址 并转 子程序入口 子程序入口 子程序入口 子程序入口 ST0ST0ST0ST0 MARMARMARMAR 例 例 例 例 JSRJSRJSRJSR R2R2R2R2 FT0FT0FT0FT0 M IRM IRM IRM IR PC 1 PCPC 1 PCPC 1 PCPC 1 PC ET0ET0ET0ET0 R2 MARR2 MARR2 MARR2 MAR ET1ET1ET1ET1 M MDR CM MDR CM MDR CM MDR C 子程序子程序 入口入口 C PCC PCC PCC PC MARMARMARMAR 返回地返回地返回地返回地 址压栈址压栈址压栈址压栈 ET2ET2ET2ET2 ET3ET3ET3ET3 4 4 4 4 控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑 例 例 例 例 FT0FT0FT0FT0 MOV ST1 ST4 MOV ST1 ST4 MOV ST1 ST4 MOV ST1 ST4 CPPC CPPC CPPC CPPC FT0FT0FT0FT0 P P P P MOV ST2 DT2 X P MOV ST2 DT2 X P MOV ST2 DT2 X P MOV ST2 DT2 X P 3 6 4 3 6 4 3 6 4 3 6 4 微程序控制器设计微程序控制器设计微程序控制器设计微程序控制器设计 1 1 1 1 时序系统时序系统时序系统时序系统 P P P P 微指令周期微指令周期微指令周期微指令周期 微指令微指令微指令微指令 打入打入打入打入 IRIRIRIR 二级时序 二级时序 二级时序 二级时序 控制数控制数控制数控制数 据通路据通路据通路据通路 操作操作操作操作 结果打结果打结果打结果打 入目的入目的入目的入目的 地 地 地 地 读取后续读取后续读取后续读取后续 微指令微指令微指令微指令 后续微后续微后续微后续微 地址打地址打地址打地址打 入入入入 ARARARAR 2 2 2 2 微指令格式微指令格式微指令格式微指令格式 按数据通路各段操作划分字段 同类操作中互斥按数据通路各段操作划分字段 同类操作中互斥按数据通路各段操作划分字段 同类操作中互斥按数据通路各段操作划分字段 同类操作中互斥 的微命令放同一字段 的微命令放同一字段 的微命令放同一字段 的微命令放同一字段 1 1 1 1 格式 格式 格式 格式 数据通路操作数据通路操作数据通路操作数据通路操作 辅助操作辅助操作辅助操作辅助操作 AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C0 0 0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 顺序控制顺序控制顺序控制顺序控制 访存操作访存操作访存操作访存操作 2 2 2 2 各字段功能 各字段功能 各字段功能 各字段功能 1 1 1 1 数据通路操作 数据通路操作 数据通路操作 数据通路操作 AIAIAIAI A A A A输入选择 输入选择输入选择输入选择 000000000000 无输入 无输入无输入无输入 001001001001 Ri A Ri ARi ARi A 010010010010 C A C AC AC A 011011011011 D A D AD AD A 100100100100 PC A PC APC APC A R0R0R0R0 R3R3R3R3 SPSPSPSP PC PC PC PC AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C0 0 0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 BIBIBIBI B B B B输入选择 输入选择输入选择输入选择 000000000000 无输入 无输入无输入无输入 001001001001 Ri B Ri BRi BRi B 010010010010 C B C BC BC B 011011011011 D B D BD BD B 100100100100 MDR B MDR BMDR BMDR B SMSMSMSM ALUALUALUALU功能选择功能选择功能选择功能选择 S S S S3 3 3 3S S S S2 2 2 2S S S S1 1 1 1S S S S0 0 0 0M M M M C C C C0 0 0 0 初始进位选择初始进位选择初始进位选择初始进位选择 S S S S 移位选择移位选择移位选择移位选择 ZOZOZOZO 结果分配结果分配结果分配结果分配001001001001 CPRi CPRi CPRi CPRi R0R0R0R0 R3R3R3R3 PSW PSW PSW PSW R0R0R0R0 R3R3R3R3 SPSPSPSP PCPCPCPC PSW PSW PSW PSW 2 2 2 2 访存操作 访存操作 访存操作 访存操作 EMAREMAREMAREMAR R R R R W W W W 3 3 3 3 辅助操作 辅助操作 辅助操作 辅助操作 00 00 00 00 无操作 无操作无操作无操作 01010101 开中断 开中断开中断开中断 10101010 关中断 关中断关中断关中断 11111111 SIR SIR SIR SIR AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C AI BI SM C0 0 0 0 S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC S ZO EMAR R W ST SC 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 3 3 5 2 2 3 1 1 1 2 4 4 4 4 4 顺序控制 顺序控制 顺序控制 顺序控制 增量增量增量增量 断定断定断定断定 0000000000000000 顺序执行 顺序执行顺序执行顺序执行 9 9 9 9种 种种种 指明微地址形成方式指明微地址形成方式指明微地址形成方式指明微地址形成方式 SCSCSCSC 0001000100010001 无条

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