基于計(jì)算機(jī)微程序，硬布線控制器的指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

全文14頁(yè) 約7500字 論述翔實(shí)

摘要：電子計(jì)算機(jī)是按照預(yù)先編制的程序工作的，程序由一系列指令組成。計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條又一條指令，每執(zhí)行一條指令又可以分解成一些小的步驟，這就把一條指令分解成一些微指令。使用微程序設(shè)計(jì)方法的電子計(jì)算機(jī)，在硬件結(jié)構(gòu)上與一般計(jì)算機(jī)不同。首先，要能把計(jì)算機(jī)的各種指令用共同的一些微指令組合實(shí)現(xiàn)。每種微指令都使相應(yīng)的電子線路完成相應(yīng)的動(dòng)作。其次，各種微指令和它們的組合，都需要一個(gè)微程序存貯器來(lái)存放，以供使用。微程序存貯器應(yīng)該是高速度、不被破壞的只讀存貯器。隨著半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微程序存貯器的生產(chǎn)已變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為使用微程序技術(shù)的計(jì)算機(jī)，創(chuàng)造了物質(zhì)基礎(chǔ)。使用微程序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)：硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改變?nèi)菀祝`活性高；主程序簡(jiǎn)化，減少存貯量并提高程序的效率。缺點(diǎn)是必須設(shè)置相應(yīng)的微指令存貯器。微程序設(shè)計(jì)技術(shù)在許多方面得到應(yīng)用，如存貯器和文件管理、資源分配、中斷處理等。指令系統(tǒng)是指機(jī)器所具有的全部指令的集合。它反映了計(jì)算機(jī)所擁有的基本功能。它是機(jī)器語(yǔ)言程序員所看到的機(jī)器的主要屬性之一。通常我們說(shuō)的加法指令、傳輸數(shù)據(jù)指令等等就是計(jì)算機(jī)的指令，這些指令就是告訴計(jì)算機(jī)從事某一特殊運(yùn)算的代碼，一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)確定的這些指令的集合我們就說(shuō)它是這種機(jī)器的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是要確定它的指令格式(就是指令有多少位長(zhǎng)，哪幾位表示地址，哪幾位表示操作等)、類型(如堆棧型、寄存器型等分類)、操作(比如運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送啊什么的都是指令中要確定的操作)以及操作數(shù)的訪問(wèn)方式(一個(gè)指令要訪問(wèn)數(shù)據(jù)，是按其地址訪問(wèn)還是按內(nèi)容訪問(wèn)等也要由指令設(shè)計(jì)來(lái)解決)。

關(guān)鍵字：微程序控制器 指令系統(tǒng) 微程序 微指令 硬布線控制器

設(shè)計(jì)思路：微程序控制器同組合邏輯控制器相比較，具有規(guī)整性、靈活性、可維護(hù)性等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中逐漸取代了早期采用的組合邏輯控制器，并已被廣泛地應(yīng)用．在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是利用軟件方法來(lái)設(shè)計(jì)硬件的一門技術(shù) . 微程序控制的基本思想，就是仿照通常的解題程序的方法，把操作控制信號(hào)編成所謂的“微指令”，存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器里．當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，一條又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機(jī)所需要的各種操作控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作
計(jì)算機(jī)的功能是執(zhí)行程序，程序是依次排列起來(lái)的指令代碼 。馮. 諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī),即存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)，設(shè)置內(nèi)存，存放程序和數(shù)據(jù)，在程序運(yùn)行之前存入。
執(zhí)行程序：
.從程序首地址開始執(zhí)行；
.正確分步執(zhí)行每一條指令，并形成下條待執(zhí)行指令的地址；
.正確并自動(dòng)地連續(xù)執(zhí)行指令，直到程序的最后一條指令