基于指令/微指令系統(tǒng)的分析與設(shè)計


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【摘要】: 本文以一個具體的指令系統(tǒng)為例，用COP2000軟件說明設(shè)計指令/微指令系統(tǒng)的具體步驟，并針對該例子進行詳細全面的分析，從而推導出一般的指令/微指令系統(tǒng)的設(shè)計與分析，得出結(jié)果。進一步對指令/微指令的功能和實際實現(xiàn)方式獲得全方位的理解。

【關(guān)鍵字】: 指令系統(tǒng) 微指令系統(tǒng) 寄存器 存儲器 COP2000

1 前言
電子計算機是按照預先編制的程序工作的，程序由一系列指令組成。計算機執(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)計方法的電子計算機，在硬件結(jié)構(gòu)上與一般計算機不同。首先，要能把計算機的各種指令用共同的一些微指令組合實現(xiàn)。每種微指令都使相應(yīng)的電子線路完成相應(yīng)的動作。其次，各種微指令和它們的組合，都需要一個微程序存貯器來存放，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，為使用微程序技術(shù)的計算機，創(chuàng)造了物質(zhì)基礎(chǔ)。使用微程序設(shè)計的計算機有許多優(yōu)點：硬件結(jié)構(gòu)簡單；系統(tǒng)設(shè)計和改變?nèi)菀祝`活性高；主程序簡化，減少存貯量并提高程序的效率。缺點是必須設(shè)置相應(yīng)的微指令存貯器。微程序設(shè)計技術(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)是指機器所具有的全部指令的集合。它反映了計算機所擁有的基本功能。它是機器語言程序員所看到的機器的主要屬性之一。通常我們說的加法指令、傳輸數(shù)據(jù)指令等等就是計算機的指令，這些指令就是告訴計算機從事某一特殊運算的代碼，一種