1设计机器的指令系统:指定指令类型,指令数量,以及每条指令的格式和功能。
2初步总体设计:如寄存器设置,总线布置,操作员设计,组件之间的连接等.3绘制指令流程图:指示每条指令的时间和内容。
4组织操作时间表:即根据指令流程图,将每个操作分解为微操作,并根据时间段列出机器应执行的微操作。
5列出微操作信号表达式,简化,电路实现。
(1)指令寄存器用于存储正在执行的指令。
该指令分为两部分:操作码和地址码。
操作码用于指示指令的操作性质,例如加法,减法等;地址代码给出指令的操作数地址或形成操作数地址的信息(在这种情况下,地址形成电路用于形成操作数地址)。
存在称为分支指令的指令,其用于改变指令的正常执行顺序。
这种指令的地址代码部分给出了要执行的指令的地址。
(2)操作码解码器用于:解码指令的操作码,生成相应的控制级,完成分析指令的功能。
(3)顺序电路:用于产生时标信号。
在微型计算机中,时间戳信号通常是三个级别:指令周期,总线周期和时钟周期。
微操作使电路产生各种微操作命令,完成指令指定的操作。
这些命令的主要依据是时间戳和控制器命令的操作性质。
该电路实际上是每个微操作控制信号表达式的电路实现(例如上面的A→L表达式),这是组合逻辑控制器中最复杂的部分。
(4)指令计数器:用于形成下一条要执行的指令的地址。
通常,指令被顺序执行,并且指令被顺序存储在存储器中。
因此,通常,可以通过将1加到当前地址,并且微操作命令“1”来形成要执行的下一条指令的地址。
用于此目的。
如果执行分支指令,则要执行的下一条指令的地址是要进行传送的地址。
该地址位于该分支指令的地址代码字段中,因此直接发送到指令计数器。
提出微程序控制器是因为组合逻辑设计具有诸如设计不方便,不灵活,难以修改和扩展的缺点。
组合逻辑控制器和微程序控制器,两种控制器都有优点和缺点。
组合逻辑控制器设计麻烦并且结构复杂。
设计完成后,无法修改或扩展,但速度很快。
微程序控制器设计简单,结构简单,修改或扩展方便,修改机器指令功能,只需重新编程相应的微程序;要添加机器指令,只需在控制存储器中添加一个微程序。
但是,它是通过执行碎片来完成的。
具体比较如下:组合逻辑控制器,也称为硬接线控制器,由逻辑电路组成,指令的功能完全由硬件实现。