控制系统与CPU

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1、第第6章章 控制系统与控制系统与CPU控制器的功能与组成控制器的功能与组成控制方式与时序系统控制方式与时序系统CPU的总体结构的总体结构组合逻辑控制器设计组合逻辑控制器设计微程序控制器设计微程序控制器设计6.1 控制器概述控制器概述o 指令执行的基本步骤指令执行的基本步骤o取指令取指令o分析指令分析指令o执行指令执行指令根据根据指令地址指令地址（PC提供），从存储器中提供），从存储器中取取出出所要执行的所要执行的指令到指令到指令寄存器指令寄存器IR。对指令进行对指令进行译码译码分析，确定指令应完成分析，确定指令应完成的操作，的操作，产生产生相应操作的相应操作的控制电位控制电位来来参参与形成与形

2、成该指令功能所需要的全部该指令功能所需要的全部微操作微操作控制信号控制信号。根据寻址方式的分析和指令功能要求，根据寻址方式的分析和指令功能要求，形成形成操作数的有效地址操作数的有效地址，并按此地址，并按此地址取取出操作数据出操作数据或形成或形成转移地址转移地址。根据操作控制信号和形成的有效地址，根据操作控制信号和形成的有效地址，按一定的算法形成按一定的算法形成指令操作控制步序列指令操作控制步序列，控制有关部件完成指令规定的功能。控制有关部件完成指令规定的功能。一条指令执行结束，若没有异常情况和一条指令执行结束，若没有异常情况和特殊请求，则特殊请求，则顺序取出并执行顺序取出并执行下一条指下一条指

3、令。令。启动启动取指令取指令PC增量增量PC分析指令分析指令寻址寻址?计算有效地址计算有效地址转移指令转移指令?取操作数取操作数执行指令执行指令,保存结果保存结果转移地址转移地址PC异常情况或特殊请求异常情况或特殊请求?转去处理转去处理NYYNYN指令执行的一般过程指令执行的一般过程2. 控制器的基本功能控制器的基本功能o控制指令的正确执行控制指令的正确执行n取指令、分析指令、执行指令取指令、分析指令、执行指令o控制程序和数据的输入及结果的输出控制程序和数据的输入及结果的输出o异常情况和特殊请求的处理异常情况和特殊请求的处理n中断、数据请求中断、数据请求需解决的一些问题需解决的一些问题o指令的

4、流出控制（取指令）指令的流出控制（取指令）o分析指令（译码）分析指令（译码）o形成地址形成地址n操作数地址的形成操作数地址的形成n指令地址的形成指令地址的形成o时序控制时序控制n计算机的解题过程是计算机的解题过程是过程（过程（），是），是（一些简单基本的操作）（一些简单基本的操作）过程（过程（）。）。n有些微操作可以同时进行，有些必须按严格的有些微操作可以同时进行，有些必须按严格的时间顺序进行。因此必须对各个微操作在时间时间顺序进行。因此必须对各个微操作在时间上加以控制，为各个微操作进行定时。上加以控制，为各个微操作进行定时。o微操作控制微操作控制n不同指令完成不同的功能，控制器必须对不同指令

5、完成不同的功能，控制器必须对不同的指令在不同的时间，产生一组不同不同的指令在不同的时间，产生一组不同的控制信号，以控制计算机各部件完成不的控制信号，以控制计算机各部件完成不同的操作。所以，同的操作。所以，控制其微操作，控制其微操作序列的实现。序列的实现。时序信号时序信号发生器发生器启停电路启停电路脉冲源脉冲源操作码操作码 寻址方式寻址方式 地址码地址码微操作控制信号微操作控制信号至至MAR 至至MAR或或ALU.3. 控制器的组成控制器的组成I/O状态信息状态信息DB AB指令部件指令部件时序控制部件时序控制部件4. 控制器的组成方式控制器的组成方式o主要指主要指微操作控制信号形成部件的组成微

6、操作控制信号形成部件的组成方式方式o 组合逻辑型（组合逻辑型（硬联逻辑硬联逻辑/硬布线逻辑）硬布线逻辑）n优点优点速度快速度快缺点缺点微操作信号发生器结构不规整，设计、调微操作信号发生器结构不规整，设计、调试、维修较困难，难以实现设计自动化。一旦控制试、维修较困难，难以实现设计自动化。一旦控制部件构成之后，无法增加新的控制功能。部件构成之后，无法增加新的控制功能。 存储逻辑型存储逻辑型微程序控制器微程序控制器o用存储逻辑来实现的，用存储逻辑来实现的，将微操作控制信号代将微操作控制信号代码化，码化，每条机器指令对应一段微程序每条机器指令对应一段微程序，存于控存于控制存储器中制存储器中，微操作控制

7、信号由微指令产生。，微操作控制信号由微指令产生。n优点优点设计规整，调试、维修以及更改、扩设计规整，调试、维修以及更改、扩充指令方便的优点，易于实现自动化设计，已充指令方便的优点，易于实现自动化设计，已成为当前控制器的主流。成为当前控制器的主流。n缺点缺点由于它增加了一级控制存储器，所以由于它增加了一级控制存储器，所以指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。 组合逻辑和存储逻辑结合型组合逻辑和存储逻辑结合型oPLA控制器，实际上也是一种组合逻辑控制器，控制器，实际上也是一种组合逻辑控制器，但它的但它的程序可以编制程序可以编制，某一微操作控制信号由，某一微操作控制信号

8、由PLA的某一的某一输出函数产生输出函数产生。oPLA控制器是组合逻辑技术和存储逻辑技术结控制器是组合逻辑技术和存储逻辑技术结合的产物，它克服了两者的缺点，是一种较有合的产物，它克服了两者的缺点，是一种较有前途的方法。前途的方法。 6.2 控制器的控制方式与时序系统控制器的控制方式与时序系统o时序系统时序系统o控制器的心脏控制器的心脏，为指令的执行提供各种定时信号。通，为指令的执行提供各种定时信号。通常，设计时序系统主要是常，设计时序系统主要是针对同步控制针对同步控制方式的。方式的。o指令周期与机器周期指令周期与机器周期o指令周期指令周期完成一条指令所需的全部时间完成一条指令所需的全部时间n取

9、指令、分析指令、执行指令取指令、分析指令、执行指令o机器周期（机器周期（CPU周期周期/基本周期）基本周期）n指令周期指令周期中中所需的时间。所需的时间。在指令执行过程中，各机器周期相对独立。在指令执行过程中，各机器周期相对独立。不同指令的指令周期和机器周期不同指令的指令周期和机器周期取指阶段取指阶段取指周期取指周期执行阶段执行阶段执行周期执行周期（取指、分析）（取指、分析）（执行指令）（执行指令）指令周期指令周期一般指令（加法）一般指令（加法）取指周期取指周期指令周期指令周期空操作空操作/无条件转移无条件转移乘法指令乘法指令取指周期取指周期执行周期执行周期指令周期指令周期具有间接寻址的指令周

10、期具有间接寻址的指令周期取指周期取指周期间址周期间址周期指令周期指令周期执行周期执行周期o每个机器周期设置一个每个机器周期设置一个与之对应，与之对应，机器运行于哪个周期，与其对应的周期状态触发器机器运行于哪个周期，与其对应的周期状态触发器被置为被置为“1”。o任何时刻都只能建立一个周期状态，因此同一时刻任何时刻都只能建立一个周期状态，因此同一时刻只能有一个周期状态触发器被置为只能有一个周期状态触发器被置为“1”。o不同机器周期所占的时间可以不等。不同机器周期所占的时间可以不等。CPU内部操作内部操作速度快，而速度快，而CPU访存所花时间较长，所以许多计算访存所花时间较长，所以许多计算机系统往往

11、机系统往往以主存周期为基础以主存周期为基础来规定机器周期。来规定机器周期。 节拍节拍o一个机器周期内要完成若干个微操作，这些微一个机器周期内要完成若干个微操作，这些微操作有一定的先后次序。操作有一定的先后次序。o因此在同步控制方式中，把一个机器周期等分因此在同步控制方式中，把一个机器周期等分成若干成若干时间区间时间区间节拍节拍，一个节拍对应一个一个节拍对应一个电位信号电位信号，控制一个或几个微操作的执行。，控制一个或几个微操作的执行。o一个节拍电位信号的宽度取决于一个节拍电位信号的宽度取决于CPU完成一个完成一个基本操作的时间。基本操作的时间。 o节拍提供了节拍提供了一项基本操作所需的一项基本

12、操作所需的时间分段时间分段。 脉冲（定时脉冲）脉冲（定时脉冲）o有些操作需要严格确定在哪一时刻进行；节拍有些操作需要严格确定在哪一时刻进行；节拍的切换，也需要严格的同步定时，所以在一个的切换，也需要严格的同步定时，所以在一个节拍内需要设置一个或几个工作节拍内需要设置一个或几个工作脉冲脉冲，用于寄用于寄存器的复位和接收数据存器的复位和接收数据等。等。o常见的设计是在每个常见的设计是在每个发一次工作脉发一次工作脉冲，脉冲冲，脉冲用来用来，脉冲，脉冲则实现则实现。o周期、节拍、脉冲构成了三级时序系统。周期、节拍、脉冲构成了三级时序系统。n图中包括两个机器周期图中包括两个机器周期M1、M2n每个周期包

13、含四个节拍每个周期包含四个节拍W0W3n每个节拍内有一个脉冲每个节拍内有一个脉冲P。M1M2W0W1W2W3P指令周期指令周期机器周期机器周期机器周期机器周期节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍节拍2. 控制方式控制方式o同步控制同步控制o异步控制异步控制o联合控制联合控制o 同步控制方式同步控制方式n任何指令的运行或指令中各个微操作的执行，均由任何指令的运行或指令中各个微操作的执行，均由确定的具有确定的具有的时序信号所控制。的时序信号所控制。n典型的同步控制典型的同步控制以以和和为标准，把一条指令执行过程为标准，把一条指令执行过程划分为若干个相对独立的阶段（划分为若干

14、个相对独立的阶段（）或若干个时）或若干个时间区间（间区间（），采用完全统一的周期（或节拍），采用完全统一的周期（或节拍）控制各条指令的执行。控制各条指令的执行。n优点优点时序关系简单，控制方便时序关系简单，控制方便n缺点缺点浪费时间（比较简单的指令有很多节拍是浪费时间（比较简单的指令有很多节拍是不用的，处于等待）不用的，处于等待）例：某系统有例：某系统有4条指令，对应的微操作序列分别为条指令，对应的微操作序列分别为10、12、7、5，每条指令中最长的微操作时间分别为，每条指令中最长的微操作时间分别为2、1、4、6，则划分周期时，以微操作序列，则划分周期时，以微操作序列=12的指令为标准，的指令

15、为标准，划分节拍时，以时间划分节拍时，以时间=6的微操作为标准。的微操作为标准。常用的同步控制方法常用的同步控制方法（1）采用中央控制与局部控制相结合的方法）采用中央控制与局部控制相结合的方法o中央控制中央控制：对节拍的统一控制：对节拍的统一控制n根据大多数指令的微操作序列情况，设置一个根据大多数指令的微操作序列情况，设置一个统一统一的节拍数的节拍数，使大多数指令均能在统一节拍内完成。，使大多数指令均能在统一节拍内完成。o局部控制局部控制：对节拍的延长控制：对节拍的延长控制n少数在统一节拍内不能完成的指令，采用少数在统一节拍内不能完成的指令，采用延长节拍延长节拍或或增加节拍数增加节拍数，使之在

16、延长节拍内完成，执行完毕，使之在延长节拍内完成，执行完毕再返回中央控制。再返回中央控制。例：某计算机的指令通常用例：某计算机的指令通常用8个节拍完成，即个节拍完成，即8个中个中央节拍央节拍 W0W7，当某指令在，当某指令在8个节拍中不能完个节拍中不能完成时，就插入若干局部节拍成时，就插入若干局部节拍W6*，之后再返回，之后再返回中央节拍中央节拍 W7。中央节拍中央节拍 W0W1W2W3W4W5W6W7局部节拍局部节拍W6*W6* W6*指令周期指令周期（2）采用不同的机器周期和延长节拍的方法）采用不同的机器周期和延长节拍的方法o把一条指令执行过程划分为若干机器周期。执把一条指令执行过程划分为若

17、干机器周期。执行行不同指令不同指令选取选取不同的机器周期数不同的机器周期数。o在节拍安排上，每个周期划分为在节拍安排上，每个周期划分为固定的节拍固定的节拍，每个节拍都可根据需要每个节拍都可根据需要。例：在例：在Intel 8088/8086的指令执行过程中有读写周期、内部的指令执行过程中有读写周期、内部周期等，其中读写周期为周期等，其中读写周期为4个节拍，但若读写过程不能个节拍，但若读写过程不能如期完成，可以延长若干个节拍。如期完成，可以延长若干个节拍。（3）采用分散节拍的方法）采用分散节拍的方法o分散节拍分散节拍n运行不同指令时，需要多少节拍，时序部件就发生运行不同指令时，需要多少节拍，时序

18、部件就发生多少节拍。多少节拍。n优点优点可完全避免节拍轮空，提高指令运行速度可完全避免节拍轮空，提高指令运行速度n缺点缺点使时序部件复杂化，还不能解决节拍内简使时序部件复杂化，还不能解决节拍内简单的微操作因等待所浪费的时间单的微操作因等待所浪费的时间 异步控制方式异步控制方式o无统一的同步信号，采用无统一的同步信号，采用进行时序协调，进行时序协调，将前一操作的回答信号作为下一操作的启动信号。将前一操作的回答信号作为下一操作的启动信号。n优点优点时间无浪费，效率高时间无浪费，效率高o异步控制方式异步控制方式不仅要不仅要，而且要，而且要，每条指令、，每条指令、每个微操作需要多少时间就占用多少时间。

19、每个微操作需要多少时间就占用多少时间。n缺点缺点设计复杂，使用设备多设计复杂，使用设备多 联合控制方式联合控制方式o将同步控制和异步控制相结合将同步控制和异步控制相结合n功能部件内部功能部件内部采用采用同步方式同步方式或以同步方式为主的控或以同步方式为主的控制方式；制方式；采用采用。o现代计算机大多数都采用联合控制方式。现代计算机大多数都采用联合控制方式。例：在微机系统中，例：在微机系统中，CPU内部基本时序采用同步控制，当内部基本时序采用同步控制，当通过总线与主存或其他外设交换数据时，采用异步控通过总线与主存或其他外设交换数据时，采用异步控制方式。制方式。6.3 CPU的总体结构的总体结构o

20、CPU组成包含运算器和控制器。组成包含运算器和控制器。oCPU的主要功能的主要功能n程序控制程序控制保证程序按所要求的次序正确执行保证程序按所要求的次序正确执行n操作控制操作控制产生每条指令所需的操作控制信号序产生每条指令所需的操作控制信号序列，送往有关部件，控制完成指令所规定的操作列，送往有关部件，控制完成指令所规定的操作n时序控制时序控制对各微操作实施时间上的控制，使计对各微操作实施时间上的控制，使计算机有条不紊地连续自动工作算机有条不紊地连续自动工作n数据加工数据加工对数据进行算术对数据进行算术/逻辑运算处理逻辑运算处理1. CPU寄存器的设置寄存器的设置o在在CPU中一般都设置下列寄存

21、器中一般都设置下列寄存器n指令寄存器指令寄存器 IRn程序计数器程序计数器 PCn累加寄存器累加寄存器 ACn程序状态寄存器程序状态寄存器 PSRn地址寄存器地址寄存器 MARn数据数据/缓冲寄存器缓冲寄存器 MDR/MBRn通用寄存器通用寄存器程序可以直接访问的多功能寄存器程序可以直接访问的多功能寄存器暂存器暂存器程序程序不能直接访问不能直接访问，用于，用于暂存操作数据暂存操作数据或或中间结果中间结果的寄存器。的寄存器。用户用户可用可用2. 数据通路结构及指令流程分析数据通路结构及指令流程分析1） 数据通路数据通路nCPU内部信息传送的基本路径。通常指内部信息传送的基本路径。通常指运算器运算

22、器与与寄寄存器存器之间的信息传输通道。之间的信息传输通道。n数据通路规定了各种信息的传送路径，它直接影响数据通路规定了各种信息的传送路径，它直接影响着指令执行步骤的安排。着指令执行步骤的安排。o指令流程的决定因素指令流程的决定因素 (1) 总线结构总线结构(4) 寻址规则寻址规则 (2) 数据通路数据通路(5) ALU功能功能 (3) 指令功能指令功能2）指令流程分析）指令流程分析ADD(R1)，R0R1源操作数地址，源操作数地址，R0目的地址目的地址R1采用寄存器间接寻址，采用寄存器间接寻址，R0采用寄存器寻址。采用寄存器寻址。PCR0R1R1+ +内存内存指令指令XXIROUTTEMPTE

23、MPinTEMPOUT单总线结构单总线结构 （1）（PC）MAR，Read，PCY （2）MMDRIR，（，（Y）+1Z （3）（Z）PC（4） （R1）MAR， Read（5） MMDRY （6）（）（Y）+（R0）Z R1（7）（）（Z） R0双总线模型机双总线模型机o 指令系统指令系统o 指令格式指令格式n双操作数指令双操作数指令15 12 11 9 8 6 5 3 2 0OP寻址方式寻址方式RS寻址方式寻址方式RD4位位3位位3位位3位位3位位源地址源地址ES目的地址目的地址EDn转移类指令转移类指令n转移指令采用相对寻址：转移地址转移指令采用相对寻址：转移地址= (PC)+DnD采用

24、补码，进行运算时，需进行采用补码，进行运算时，需进行符号扩展符号扩展n转子指令操作：转子指令操作： (SP)-1SP，PC(SP)，(PC)+DPC15 12 1 1 0OP位移量位移量 D4位位12位位 指令系统指令系统指令名称指令名称操作码操作码指令功能指令功能传送传送MOV0000(ES)ED加法加法ADD0001(ED)+(ES)ED减法减法SUB0010(ED)-(ES)ED逻辑与逻辑与AND0011(ED)(ES)ED逻辑或逻辑或OR0100(ED)(ES)ED异或异或EOR0101(ED) (ES)ED加加1 INC0110(ED)+1ED取反取反COM0111EDED指令名称指

25、令名称操作码操作码指令功能指令功能左移左移ROL1000(ED)左移左移1位位ED，移位方式由指令第，移位方式由指令第68位决定位决定右移右移ROR1001(ED)右移右移1位位ED，移位方式由指令第，移位方式由指令第68位决定位决定无条件转移无条件转移JP1010(PC)+位移量位移量DPC有进位转移有进位转移JC1011若若CC=1，则，则(PC)+DPC结果零转移结果零转移JZ1100若若CZ=1，则，则(PC)+DPC转子程序转子程序JSR1101(PC)入栈，入栈，(PC)+DPC返回返回RTS1110从栈顶弹出返回地址从栈顶弹出返回地址PC停机停机HLT1111停机停机2. 寄存器

26、寄存器 (16位位)程序可用寄存器程序可用寄存器内部寄存器内部寄存器编号编号/寄存器地址寄存器地址寄存器名寄存器名寄存器名寄存器名000R0MAR001R1MDR010R2IR011R3TEMP100SPY111PC3. 寻址方式寻址方式方式方式编码编码表示方式表示方式有效地址有效地址寄存器寻址寄存器寻址000Rn无需访存无需访存寄存器间址寄存器间址001Rn或或(Rn)E= (Rn)自增型寄存器间址自增型寄存器间址010(Rn)+E= (Rn)，(Rn)+1Rn自减型寄存器间址自减型寄存器间址011- (Rn)E=(Rn)-1，(Rn)-1Rn变址寻址变址寻址100X(Rn)E=X+(Rn)

27、o除自减型寄存器间址不能使用除自减型寄存器间址不能使用PC外，其余寻址方式可外，其余寻址方式可以使用所有可编程寄存器。以使用所有可编程寄存器。o自增型寄存器间址中自增型寄存器间址中n若若Rn=SP，则，则(SP)+为弹出堆栈的寻址为弹出堆栈的寻址n若若Rn=PC，则，则(PC)+为立即寻址，立即数在该指令的下为立即寻址，立即数在该指令的下一单元一单元o自减型寄存器间址中自减型寄存器间址中n若若Rn=SP，则，则-(SP)为压入堆栈的寻址为压入堆栈的寻址K指令码指令码K+1Datao变址寻址中的变址值变址寻址中的变址值X，存放在指令的下一单元。，存放在指令的下一单元。o需需两次两次访存，第一次取

28、指令，第二次取访存，第一次取指令，第二次取X。取。取X执执行以下微操作序列：行以下微操作序列：(PC)MAR，Read ;送送X的地址，读的地址，读X(PC)+1PC;PC增量增量MMDRY;取取X值到值到Y(Y)+(Rn)MAR ，Read ;形成有效地址，读操作数形成有效地址，读操作数o变址寻址中，若变址寻址中，若Rn=PC，则为相对寻址，则为相对寻址K指令码指令码K+1变址值变址值XADD (R1), R0o指令码指令码0001 001 001 010 000o功能功能(R0)+(R1)R0oALUA+B，A+1ADDR1R0寄存器寄存器间址间址源地址源地址目的地址目的地址指令功能指令功

29、能寄存器寄存器寻址寻址双总线结构双总线结构GON（1）（PC）MAR，Read（2）（）（PC）+1 PC（3） MMDRIR（4） （R1）MAR， Read（5） MMDRY（6）（）（Y）+（R0） R0发送发送总线总线接收接收总线总线GONSUB X(R1), (R2)+ o指令码指令码0010 100 001 001 010o功能功能(R2)-(R1)+X)(R2)oALUA+B，A-B，A+1SUBR1R2变址变址寻址寻址源地址源地址目的地址目的地址指令功能指令功能自增型自增型寄存器寄存器寻址寻址指令执行示意指令执行示意PCR2R1R1+X内存内存指令指令源数源数1X值值PC+1源

30、数源数2R2双总线结构双总线结构GON发送发送总线总线接收接收总线总线GON（1）（PC）MAR，Read（2）（）（PC）+1 PC（3） MMDRIR（4）（PC）MAR，Read（5）（）（PC）+1 PC（6） MMDRY（7）（Y）+（R1）MAR,Read（8） MMDRTEMP（9）（R2）MAR， Read（10）（R2）+1R2（11）MMDRY（12）（）（Y）-（TEMP）MDR（13）MDRM,WriteJC Do指令码指令码1011 XXXXXXXXXXXXo功能功能进位进位C=1, (PC)+位移位移(PC)oALUA+B，A+1JC位移量位移量指令功能指令功能双总

31、线结构双总线结构GON发送发送总线总线接收接收总线总线6.5 组合逻辑控制器的设计组合逻辑控制器的设计o 基本原理基本原理n 根据每条指令的根据每条指令的列出每步操作所需的列出每步操作所需的n 对每个控制信号进行综合、归纳、化简，得到对每个控制信号进行综合、归纳、化简，得到每个每个n F（指令、时序信号、状态条件（指令、时序信号、状态条件)n 用大量用大量实现实现2. 组合逻辑控制器的设计步骤组合逻辑控制器的设计步骤o 分析指令的执行步骤，绘制指令操作流程图分析指令的执行步骤，绘制指令操作流程图n确定指令执行的具体步骤，决定所需的控制命令确定指令执行的具体步骤，决定所需的控制命令o 编排指令操

32、作时间表编排指令操作时间表n把各把各具体具体各各的相应的相应拍拍和和中，并以微操作控制信号的形式编排成一张表中，并以微操作控制信号的形式编排成一张表o 进行微操作综合进行微操作综合n对各微操作控制信号按其条件进行对各微操作控制信号按其条件进行，并进，并进行适当的行适当的，得到比较合理的，得到比较合理的o 设计微操作控制信号形成部件设计微操作控制信号形成部件n根据各个微操作控制信号的逻辑表达式，用硬件根据各个微操作控制信号的逻辑表达式，用硬件加以实现。加以实现。o实现方法实现方法n根据逻辑表达式画出逻辑电路图，用组合逻辑网络根据逻辑表达式画出逻辑电路图，用组合逻辑网络实现实现n直接根据逻辑表达式

33、用直接根据逻辑表达式用PLD器件如器件如PLA、PAL、GAL等实现。等实现。组合逻辑控制器的基本结构组合逻辑控制器的基本结构o控制信号函数：控制信号函数：F（指令、时序信号、状态条件（指令、时序信号、状态条件)控制信号形成电路控制信号形成电路(组合逻辑网络组合逻辑网络)指指令令译译码码器器指指令令寄寄存存器器.I1Ip节拍电位节拍电位/脉冲发生器脉冲发生器M1 M2 Mi T1 Tm启动启动停止停止时钟时钟复位复位状态状态条件条件C1 C2 Cn组合逻辑控制器设计例组合逻辑控制器设计例o 某系统有某系统有4条指令条指令MOV/ADD/SUB/INCo 每条指令平均为每条指令平均为4个机器周期

34、个机器周期T0T3o 每个机器周期为每个机器周期为4个节拍个节拍W0W3o 每个节拍一个脉冲每个节拍一个脉冲若某控制信号若某控制信号X出现在出现在MOV和和ADD的第二周期的第二周期T1的第三节拍的第三节拍W2，以及，以及SUB和和INC的第四周期的第四周期T3的的第一节拍第一节拍W0，则，则X=MOVT1W2+ADDT1W2+SUBT3W0+INCT4W06.6 微程序控制器设计微程序控制器设计o 微程序控制的概述微程序控制的概述例：在模型机上执行指令例：在模型机上执行指令ADD (R0), R1 指令流程指令流程 控制信号序列控制信号序列o(PC)MAR, Read, (PC)YPCB,

35、F=B, FMAR, Read, FYo(Y)+1PC F=A+1, FPC o(MDR)IRMDRB, F=B, FIRo(R0)MAR, ReadR0B, F=B, FMAR, Reado(MDR)YMDRB, F=B, FYo(Y)+(R1)R1R1B, F=A+B, FR1微程序控制的基本原理微程序控制的基本原理o存储存储把把一条指令的一条指令的微操作序列微操作序列，以二进制以二进制编码字编码字(微指令微指令)的形式的形式编制成程序编制成程序(微程序微程序)，存，存放在一个放在一个存储器存储器(控制存储器控制存储器)中。中。o执行执行依次依次读取读取一条条一条条微指令微指令，产生产生一

36、组组一组组操作控制信号操作控制信号，完成完成一组组一组组微操作微操作，从而，从而完成完成一条指令的功能。一条指令的功能。o每一条指令对应着一段微程序，执行相应的微每一条指令对应着一段微程序，执行相应的微程序，完成指令的功能。程序，完成指令的功能。o微程序设计实质是将微程序设计实质是将软件设计技术应用软件设计技术应用到硬件设计中。到硬件设计中。o优点优点应用灵活，控制规整，便于计算应用灵活，控制规整，便于计算机设计自动化，易于修改和扩充。机设计自动化，易于修改和扩充。1）基本概念）基本概念o微命令微命令控制信号序列的最小单位，指直接作用控制信号序列的最小单位，指直接作用于部件或控制门电路的控制命

37、令。如于部件或控制门电路的控制命令。如PCB、F=B、FMAR等控制信号都称为微命令。等控制信号都称为微命令。o微操作微操作由微命令控制实现的最基本的操作。如由微命令控制实现的最基本的操作。如微操作微操作(PC)MAR 、(MDR)IR等。等。o微指令微指令控制完成一组微操作的二进制编码字，控制完成一组微操作的二进制编码字，用以产生一组微命令。用以产生一组微命令。o微程序微程序一系列微指令的有序集合称为微程序。一系列微指令的有序集合称为微程序。o微周期微周期从控制存储器中读取一条微指令并从控制存储器中读取一条微指令并执行相应的微操作所需的时间，通常取一个时执行相应的微操作所需的时间，通常取一个

38、时钟周期。钟周期。o控制存储器（控制存储器（CM）存放微程序的存储器，存放微程序的存储器，也称为微程序存储器。也称为微程序存储器。2）微程序控制器的模型及其工作过程）微程序控制器的模型及其工作过程微指令寄存器微指令寄存器每个单元存放一条微指令代码，每个单元存放一条微指令代码，图中每条横线表示一个单元，图中每条横线表示一个单元，其中每个交叉点表示微指令的其中每个交叉点表示微指令的一位，有一位，有“”表示该位为表示该位为1，无，无“”表示该位为表示该位为0存放从控存中取出的微指令存放从控存中取出的微指令操作控制字段操作控制字段译码产生一组微命令或直接产译码产生一组微命令或直接产生一组微命令生一组微

39、命令地址控制字段地址控制字段指示下条微指令地址或地址形指示下条微指令地址或地址形成方式成方式产生起始微地址和后继微地址，产生起始微地址和后继微地址，保证微程序的连续执行保证微程序的连续执行接收微地址形成接收微地址形成电路送来的控存电路送来的控存地址地址对 微 地 址 寄对 微 地 址 寄存 器 中 的 微存 器 中 的 微地 址 进 行 译地 址 进 行 译码 ， 找 到 被码 ， 找 到 被访 问 的 控 存访 问 的 控 存单元单元驱 动 控 存 单驱 动 控 存 单元 进 行 读 取元 进 行 读 取操 作 ， 读 取操 作 ， 读 取微 指 令 并 存微 指 令 并 存放 于 微 指

40、令放 于 微 指 令寄存器中寄存器中3）微程序执行过程（微程序控制器的工作过程）微程序执行过程（微程序控制器的工作过程）o 启动启动取指令微程序取指令微程序n(PC)MAR，读出机器指令，读出机器指令IR，PC增量增量o 根据根据IR中的指令码，通过微地址形成电路产生该中的指令码，通过微地址形成电路产生该指令的微程序的指令的微程序的起始微地址起始微地址，并送入，并送入MAR中。中。 o MAR中微地址经译码驱动，中微地址经译码驱动，从从被选的被选的控存单元控存单元中中取出一条微指令取出一条微指令并送入并送入IR。o 微指令的操作控制字段经译码产生或直接微指令的操作控制字段经译码产生或直接产生一

41、组产生一组微命令微命令送往有关的功能部件。送往有关的功能部件。o微指令的地址控制字段及有关状态条件送往微地微指令的地址控制字段及有关状态条件送往微地址形成电路，址形成电路，产生下条微指令地址产生下条微指令地址。o循环循环，直到，直到一条机器指令的微程序全部执行一条机器指令的微程序全部执行完毕完毕。o循环循环，直到，直到所有指令全部执行完毕所有指令全部执行完毕。4）微程序控制机器的两个层次）微程序控制机器的两个层次高级语言层（虚机器）高级语言层（虚机器）汇编语言层（虚机器）汇编语言层（虚机器）操作系统层（操作系统层（虚机器虚机器）传统机器语言机器（传统机器语言机器（实机器实机器）微程序机器层（实

42、机器）微程序机器层（实机器）硬件操作时序（实机器）硬件操作时序（实机器）应用语言层（虚机器）应用语言层（虚机器）第第6级级第第5级级第第4级级第第3级级第第2级级第第1级级第第0级级使用使用机器语言的程序员机器语言的程序员用用机器指令机器指令编程序，编程序，完完成某一任务成某一任务。程序存放。程序存放在在主存储器主存储器中。中。硬件设计者硬件设计者用用微指令微指令编微编微程序，用以程序，用以完成一条机器完成一条机器指令的功能指令的功能。微程序存放。微程序存放在在控制存储器控制存储器中。中。5）微程序控制器说明）微程序控制器说明o在组合逻辑控制器中，一条指令的功能是在组合逻辑控制器中，一条指令的

43、功能是直接直接由硬件解释实现由硬件解释实现的；而在微程序控制器中，指的；而在微程序控制器中，指令的功能是令的功能是由微程序解释实现由微程序解释实现的。的。o微程序微程序实质上实质上定义了机器的指令系统定义了机器的指令系统。只要。只要修修改改控存中的控存中的微程序微程序，就可以，就可以修改机器的指令系修改机器的指令系统统，在相同的硬件中实现不同的指令系统。，在相同的硬件中实现不同的指令系统。o一条指令可能多次访问控存，所以一条指令可能多次访问控存，所以控存的速度控存的速度直接影响机器的速度直接影响机器的速度，常由快速的，常由快速的ROM组成。组成。微程序控制器设计的关键微程序控制器设计的关键o

44、微指令的结构格式及编码方法微指令的结构格式及编码方法n如何用一个二进制编码表示和产生各个微命令如何用一个二进制编码表示和产生各个微命令o 微程序的寻址微程序的寻址微程序的顺序控制微程序的顺序控制n同一机器指令中微指令之间的衔接同一机器指令中微指令之间的衔接n不同机器指令所对应的微程序之间的逻辑衔接不同机器指令所对应的微程序之间的逻辑衔接o 微指令执行方式微指令执行方式n解决如何提高微指令的执行速度的问题解决如何提高微指令的执行速度的问题2. 微指令的编译方法微指令的编译方法o解决问题解决问题微指令的格式和译码微指令的格式和译码n如何对微指令的如何对微指令的操作控制字段进行编码操作控制字段进行编

45、码来来表示表示各个各个微命令微命令n如何把编码如何把编码译码译码成相应的成相应的微命令微命令o设计微指令的结构格式时主要考虑的问题设计微指令的结构格式时主要考虑的问题n如何有利于如何有利于缩短微指令字长缩短微指令字长n如何有利于如何有利于缩短微程序缩短微程序，减少所需的控存空间，减少所需的控存空间n如何有利于如何有利于提高微程序执行速度提高微程序执行速度1）直接控制法（不译法）直接控制法（不译法）o微指令操作控制字段的微指令操作控制字段的每一位每一位都直接都直接表示一个表示一个微命令微命令，该位为，该位为“1”1”，表示执行这个微命令，表示执行这个微命令，为为“0”0”表示不执行该微命令。表示

46、不执行该微命令。n优点优点结构简单，并行性强，操作速度快结构简单，并行性强，操作速度快n缺点缺点微指令字太长，信息效率低微指令字太长，信息效率低例：某模型机中共有例：某模型机中共有35个微命令，因此微指令的操作个微命令，因此微指令的操作控制字段长度应为控制字段长度应为 。35位位2）最短编码法）最短编码法o将所有的微命令进行统一编码，将所有的微命令进行统一编码，每条微指令只定义每条微指令只定义一个微命令一个微命令。o若微命令总数为若微命令总数为N，操作控制字段的长度为，操作控制字段的长度为L，则，则 Llog2Nn优点优点微指令字长大大缩短微指令字长大大缩短n缺点缺点1）通过）通过译码译码才能

47、得到微命令才能得到微命令 2）各）各微命令不能并行微命令不能并行，使使微程序很长微程序很长例：某模型机中共有例：某模型机中共有35个微命令，因此微指令的操作个微命令，因此微指令的操作控制字段长度应为控制字段长度应为 。6位位3）字段直接编码法）字段直接编码法o将微指令操作控制字段划分为若干个子字段将微指令操作控制字段划分为若干个子字段的所有微命令的所有微命令n不同子字段不同子字段表示表示不同的微命令不同的微命令直接控制直接控制o子字段的划分原则子字段的划分原则的微命令划分在的微命令划分在内，内，相容相容的微命的微命令划分在令划分在不同字段不同字段内。内。 o 字段的划分应与数据通路结构相适应。

48、字段的划分应与数据通路结构相适应。o 每个子字段每个子字段表示本字段不发表示本字段不发任何微命令。任何微命令。 每个子字段所定义的微命令数不宜太多。每个子字段所定义的微命令数不宜太多。例：某模型机的例：某模型机的CPU内部结构图如下所示。假设每次仅有一内部结构图如下所示。假设每次仅有一个寄存器可接收数据，即个寄存器可接收数据，即CPR0、CPR1、CPR2互斥。互斥。(1)用字段直接编码方法设计微指令的操作控制字段。用字段直接编码方法设计微指令的操作控制字段。(2)写出下列微操作对应的微指令写出下列微操作对应的微指令 (R0)+(R1)R1 2(R0)-(R1) R2 移位器移位器DM 直送直

49、送RS 右移右移LS 左移左移加法器加法器C0A选选择择R0AR1AR2AB选选择择R0BR1BR2BR0BR1B R2BR0R1R2CPR0CPR1CPR2ADDINC分析：分析：互斥部分互斥部分 移位器移位器3控制互斥控制互斥 加法器加法器2控制互斥控制互斥 A选择器选择器3控制互斥控制互斥 B选择器选择器6控制互斥控制互斥 寄存器接收寄存器接收3控制互斥控制互斥2位位2位位2位位3位位2位位移位器移位器 加法器加法器A选择选择B选择选择寄存器接收寄存器接收 进位进位操作控制字段格式操作控制字段格式00-直送直送01-左移左移10-右移右移00-ADD01-INC00-R0A01-R1A1

50、0-R2A000-R0B001-R1B010-R2B011-R0B100-R1B101-R2B00-CPR001-CPR110-CPR20-C0=01-C0=1 (R0)+(R1)R1R0AR1BADD直送直送 CPR1C0=0操作控制字段操作控制字段 00 00 00 001 01 0 2(R0)-(R1) R2R0AADDCPR2C0=1R1B操作控制字段操作控制字段 01 00 00 100 10 14）字段间接编码法）字段间接编码法o一个字段的编码一个字段的编码不能直接独立地定义不能直接独立地定义微命令，微命令，必须与其它字段的编码联合，它的意义由另一必须与其它字段的编码联合，它的意义

51、由另一字段的编码来定义。字段的编码来定义。5）常数源字段的设置）常数源字段的设置o微指令字中通常还设置一个微指令字中通常还设置一个常数源常数源字段，字段，类似于指令字中的立即数，用来提供某类似于指令字中的立即数，用来提供某些常数（置计数器初值、为某些数据提些常数（置计数器初值、为某些数据提供修改量），配合形成微程序转移微地供修改量），配合形成微程序转移微地址等。址等。o除上述编码方法外还有一些其它方法，如除上述编码方法外还有一些其它方法，如（将机器指令根据操作类型分为几类，（将机器指令根据操作类型分为几类，不同的指令可以采用不同的微指令格式）。不同的指令可以采用不同的微指令格式）。o实际机器中

52、，微指令往往采用实际机器中，微指令往往采用，如有些位采用直接控制方法，有些字段采用字如有些位采用直接控制方法，有些字段采用字段直接编码或字段间接编码，有些位作为常数段直接编码或字段间接编码，有些位作为常数源字段。源字段。3. 微程序的顺序控制方式微程序的顺序控制方式o每一条指令对应一段微程序，不同指令的微程每一条指令对应一段微程序，不同指令的微程序存放在控制存储器的不同存储区域内。序存放在控制存储器的不同存储区域内。o微程序顺序控制微程序顺序控制n微程序如何微程序如何存放存放初始微地址的形成初始微地址的形成n微程序如何微程序如何执行执行后继微地址的形成后继微地址的形成即微程序的入口地址，指令所

53、对应微程序的第一条微指令即微程序的入口地址，指令所对应微程序的第一条微指令所在控制存储器单元的地址。所在控制存储器单元的地址。即下一条要执行微指令所在控制存储器单元的地址。即下一条要执行微指令所在控制存储器单元的地址。1）初始微地址的形成）初始微地址的形成o每一条机器指令的执行，都必须首先进行取指每一条机器指令的执行，都必须首先进行取指令操作令操作由由取指令微程序取指令微程序，控制从主存中取，控制从主存中取出一条机器指令。出一条机器指令。o取指令微程序是取指令微程序是公用的公用的，一般安排在从，一般安排在从0号控存号控存单元单元或其它或其它开始。开始。o机器指令从主存取到机器指令从主存取到IR

54、以后，要由机器指令以后，要由机器指令操操作码作码转换为该指令所对应的微程序入口地址，转换为该指令所对应的微程序入口地址，即形成初始微地址。即形成初始微地址。初始微地址的形成方式初始微地址的形成方式o 一级功能转移一级功能转移n 根据指令操作码直接转移到相应微程序的入口根据指令操作码直接转移到相应微程序的入口n 适用于当指令操作码的适用于当指令操作码的与与均均固定固定时，时，可直接用操作码作为可直接用操作码作为。OP码码地址码地址码IROP码码高位高位入口微地址入口微地址由设计者指定由设计者指定例：假设控存共例：假设控存共32个单元，模型机有个单元，模型机有4条指令条指令取指微程序取指微程序一级

55、功能转移一级功能转移00:ADD01:SUB10:MOV11:HLT入口微地址入口微地址MAR42=00100100001010011000111 二级功能转移二级功能转移o转移步骤转移步骤n 第一级按第一级按转移，区分出是哪一类指令转移，区分出是哪一类指令（设类型标志（设类型标志在指令中位置和位数是固定的）在指令中位置和位数是固定的）n 第二级按第二级按区分出具体是哪条指令，转移到相区分出具体是哪条指令，转移到相应微程序入口应微程序入口适用于机器指令的操作码的适用于机器指令的操作码的和和取指微程序取指微程序一级功能转移一级功能转移单操作数单操作数双操作数双操作数MOV二级功能转移示意二级功能

56、转移示意( (按按指令类型标志指令类型标志转移转移) ) 用用PLA电路实现功能转移电路实现功能转移oPLA的的输入输入oPLA的的输出输出o特别适用于变长度、变位置的操作码，转移特别适用于变长度、变位置的操作码，转移速度快速度快例：例：I1、I2、I7 8条指令，其操作码分别为条指令，其操作码分别为000、001、111，对应的微程序入口地址分别为，对应的微程序入口地址分别为020H、031H、146H。用。用PLA实现初始微地址的寻址。实现初始微地址的寻址。与阵列与阵列001001100012）后继微地址的形成）后继微地址的形成o微程序运行微程序运行初始微地址初始微地址执行微指令执行微指令

57、形成后继微地址形成后继微地址o后继微地址的形成方法后继微地址的形成方法n增量方式增量方式n断定方式断定方式 增量方式增量方式时时后继微地址后继微地址=现行微地址现行微地址+增量（通常为增量（通常为1）n增设微程序计数器增设微程序计数器PC，(PC)+1PCn微程序控制器中可将微程序控制器中可将MAR与与PC合二为一合二为一n(MAR)+1MAR时时n 由由产生转移微地址产生转移微地址 由由产生转移微地址产生转移微地址增量方式下微指令格式增量方式下微指令格式操作控制字操作控制字段段OCFBCFBAF转移转移字段字段规定地址的规定地址的转移转移地址地址字段字段提供提供转移地址转移地址CZ：结果为：

58、结果为0标志标志 CC：进位标志：进位标志 CT：循环计数器：循环计数器 RR：返回地址寄存器：返回地址寄存器微微地地址址控控制制原原理理框框图图 断定方式断定方式o采用断定方式的后继微地址一般由两部分组成采用断定方式的后继微地址一般由两部分组成n非因变分量非因变分量由设计者直接指定的部分，一般是由设计者直接指定的部分，一般是微地址的微地址的部分。部分。n因变分量因变分量根据判定条件产生的部分，一般对应根据判定条件产生的部分，一般对应微地址的微地址的部分。部分。o断定方式可以实现快速多路转移，但编制微程序时断定方式可以实现快速多路转移，但编制微程序时地址安排比较复杂，微程序执行顺序不直观。地址

59、安排比较复杂，微程序执行顺序不直观。在实际机器中，往往增量方式与断定方式混合使用。在实际机器中，往往增量方式与断定方式混合使用。例：某机的微指令格式为：例：某机的微指令格式为：IROCF微地址高位微地址高位ABA断定微地址断定微地址次低位次低位B断定微地址断定微地址低位低位000MAR1000MAR0011MAR1011MAR010T1MAR110T3MAR011T2MAR111T4MAR0（A、B为判定条件）为判定条件）微地址高位微地址高位后继微地址后继微地址（MAR）若若IROCF001011011MAR00101T1T4T1T4MAR000010100010010101100010110

60、110010111例例 6.4 已知某计算机采用微程序控制方式，其控制已知某计算机采用微程序控制方式，其控制存储器的容量为存储器的容量为51232bit。微程序可以在。微程序可以在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的测试条件有转移的测试条件有6个，采用直接控制，后个，采用直接控制，后继微指令地址采用断定方式，格式如下：继微指令地址采用断定方式，格式如下： 请说明微指令中请说明微指令中3个字段分别应为多少位。个字段分别应为多少位。9位位17位位4. 微指令的执行方式微指令的执行方式o执行一条微指令的过程执行一条微指令的过程n 将微指令从控制存储器中取

61、出将微指令从控制存储器中取出取微指令取微指令n 执行微指令规定的微操作执行微指令规定的微操作执行微指令执行微指令o根据取后继微指令和执行现行微指令之间根据取后继微指令和执行现行微指令之间的时间关系，微指令有两种执行方式的时间关系，微指令有两种执行方式n串行执行串行执行并行执行并行执行1）串行执行方式）串行执行方式o取微指令和执行微指令是顺序、串行执行的，一条取微指令和执行微指令是顺序、串行执行的，一条微指令取出并执行完毕后，才能取下一条微指令。微指令取出并执行完毕后，才能取下一条微指令。2）并行执行方式）并行执行方式o将取指令操作和执行微指令操作重叠起来。将取指令操作和执行微指令操作重叠起来。

62、n取微指令取微指令控存控存n执行微指令执行微指令数据通路数据通路o在执行本条微指令的同时在执行本条微指令的同时下一条微指令。下一条微指令。假设取微指令时间比执行微指令短，因而将执行微指令时间作为假设取微指令时间比执行微指令短，因而将执行微指令时间作为微周期。微周期。 并行方式执行速度比串并行方式执行速度比串行快，设备效率高，但行快，设备效率高，但控制也更加复杂。控制也更加复杂。 微指令的微指令的，如有时需在微周期，如有时需在微周期末尾根据运算结果特征末尾根据运算结果特征转移，若转移成功，预转移，若转移成功，预取的微指令无效。取的微指令无效。微周期微周期5. 微程序设计方法微程序设计方法o微指令

63、格式的设计是微程序设计的主要部分它微指令格式的设计是微程序设计的主要部分它的设计和指令设计一样，除了要的设计和指令设计一样，除了要实现计算机的实现计算机的整个指令系统整个指令系统之外，还要考虑具体的之外，还要考虑具体的、以及以及等因素。等因素。o微指令格式通常可分为两大类微指令格式通常可分为两大类n水平型微指令水平型微指令n垂直型微指令垂直型微指令1）水平型微指令与微程序设计）水平型微指令与微程序设计o一次能一次能的微指令。的微指令。o格式格式o特点特点 n微指令字较长微指令字较长(，几十，几十几百位几百位)，使微程序编制困难、复杂，不易实现设计自动化，使微程序编制困难、复杂，不易实现设计自动

64、化，但编制的微程序短（但编制的微程序短（） 一条微指令定义的微命令较多，一条微指令定义的微命令较多，效率，效率高，微程序执行速度快。高，微程序执行速度快。控制字段控制字段判别测试字段判别测试字段下地址字段下地址字段n 微指令微指令，一般采用，一般采用和和，微命令与数据通路各控制点之，微命令与数据通路各控制点之间有比较直接的对应关系。间有比较直接的对应关系。 2）垂直型微指令）垂直型微指令，在微指令中，在微指令中，一次只能控制信息从源部件到目的部，一次只能控制信息从源部件到目的部件的一、两种信息传送过程。件的一、两种信息传送过程。OP源寄存器源寄存器 源寄存器源寄存器目的寄存器目的寄存器其它其它

65、例：某垂直型运算操作的微指令格式为：例：某垂直型运算操作的微指令格式为：R1 R2 RD微指令功能：微指令功能：(R1)OP(R2)RD例：某垂直型微程序转移微指令格式为：例：某垂直型微程序转移微指令格式为：微指令功能：微指令功能： 根据根据条件测试字段条件测试字段所指定的条件对微指令的执行所指定的条件对微指令的执行状态进行测试。若满足条件，微程序按指定的状态进行测试。若满足条件，微程序按指定的转移转移。微程序转移微程序转移条件测试条件测试垂直型微指令的特点垂直型微指令的特点o 微指令字短（微指令字短（，1020位），微指位），微指令直观规整、易于编制微程序及实现设计自动化。但令直观规整、易于

66、编制微程序及实现设计自动化。但编制的微程序长（编制的微程序长（）。）。o 一条微指令定义的微命令少，微操作一条微指令定义的微命令少，微操作并行能力弱并行能力弱，效，效率较低，微程序执行速度较慢。率较低，微程序执行速度较慢。o 微指令微指令编码复杂编码复杂，微操作码字段需经译码产生微命令，微操作码字段需经译码产生微命令，微指令的各二进制位与数据通路的各控制点之间不存微指令的各二进制位与数据通路的各控制点之间不存在直接对应关系，执行速度较慢。在直接对应关系，执行速度较慢。3）毫微程序设计）毫微程序设计o设计思想：将水平和垂直两种微程序设计设计思想：将水平和垂直两种微程序设计结合结合微指令微指令1微指令微指令2微指令微指令n毫微指令毫微指令1毫微指令毫微指令2毫微指令毫微指令n微程序微程序1毫微程序毫微程序1解释解释指令指令1指令指令2指令指令n程序程序解释解释严格顺序的严格顺序的垂直型微指令垂直型微指令无序的无序的水平型的毫微指令水平型的毫微指令o毫微程序控制器中有两个控制存储器毫微程序控制器中有两个控制存储器n微程序控存微程序控存(CM)存放垂直微程序存放垂直微程序()n毫微程序控存毫微