计算机组成原理实验报告 - 图文(5)

微地址（二进制） 000000 000001 000010 000011 000100 001000 001001 010000 010101 011000 011001 3. 读微代码并验证结果

微代码（十六进制） 000001 000002 000003 015FC4 012FC8 018E09 005B50 005B55 06F3D8 FF73D9 017E00 将微程序控制电路上的开关K1 off、K2 off、K3 on，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到off状态。置控制开关UA5 到UA0=“000000”，输入微地址“000000”， 按脉冲源及时序电路的【单步】，黄色微地址灯显示“000 000”，24位微代码显示“00000000 00000000 00000001”，即第一条微代码。保持K1K2K3K4状态不变，改变UA5到 UA0微地址的值，读出相应的微代码，验证是否正确。

4. 运行微程序 （1）微指令格式

微程序设计的关键技术之一是处理好每条微指令的下地址，以保证程序正确高效地进行。本系统采用分段编码的指令格式，采用断定方式确定下一条微指令的地址。图5-9为断定方式微程序控制部件示意图。

其中“微地址形成电路”对应于图5-1（b）；“控存CM”对应于图5-1（a）；“微指令寄存器及控制、地址场”对应于图5-1（c）。

微操作控制信号

控制场 下地址场 微指令寄存器MIR 控存CM

微指令

微指令

状态条件

微地址

指令操作码

图5-9 断定方式微程序控制部件示意图

每条微指令由24位组成，其控制位顺序如表5-2所示：

表5-2 微指令格式

24 23 S3 S2

微指令译码电路如图5-10，图5-10中MS24—MS16对应于微指令的第24—16位，S3S2S1S0MCn为运算器的方式控制，详见实验一和实验二；WE为外部器件的读写信号，‘1’表示写，‘0’表示读；1A、1B用于选通外部器件，通常接至底板IO控制电路的1A1B端，四个输出Y0Y1Y2Y3接外部器件的片选端。

图5—10中MS15—MS13对应于微指令中的F1，经锁存译码后产生6个输出信号：LRi、LDR1、LDR2、LDIR、LOAD、LAR。其中LDR1、LDR2为运算器的两个锁存控制（见实验一）；LDIR为指令寄存器的锁存控制；LRi为寄存器堆的写控制，它与指令寄存器的第0位和第1位共同决定对哪个寄存器进行写操作；LOAD为程序计数器的置数控制，LAR为地址寄存器的锁存控制。以上6个输出信号均为‘1’有效。

MS12—MS10对应于微指令中的F2，经锁存译码后产生6个输出信号：RAG、RBG、RCG、299-G、ALU-G、PC-G。其中RAG、RBG、RCG分别为寄存器Ax、Bx、Cx的输出控制；299-G为移位寄存器的输出控制（见实验二）；ALU-G为运算器的输出控制（见实验一）；PC-G为程序计数器的输出控制。以上信号均为‘0’有效。

MS9---- MS7对应于微指令中的F3，经锁存译码后产生6个输出信号：P1、P2、P3、P4、AR、LPC。其中P1、P2、P3、P4位测试字，其功能是对机器指令进行译码，使微程序转入

2222 1 0 1118 9 7 1A 115 14 12 11 9 8 6 13 10 7 1B F1 F2 F3 6 uA5 5 uA4 4 uA3 3 uA2 2 uA1 1 uA0 SSCWM 1 0 n E 相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支和循环运行（见图5-1（b）和图5-11）；AR为运算器的进位输出控制（见实验一）；LPC为程序计数器的时钟控制。以上信号均为‘1’有效。

微指令中的uA5-uA0为6位的后续微地址（见微地址形成电路图5-1（b））。F1、F2、F3三个字段的编码方案如表5-3所示：

图5-11为机器指令译码器电路。

表5-3 F1、F2、F3三个字段的编码方案

F1字段 15 14 13 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 （2）编制微程序

选择 LDRi LOAD LDR2 自定义 LDR1 LAR LDIR 无操作

F2字段 12 11 10 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 选择 RAG ALU-G RCG 自定义 RBG PC-G 299-G 无操作 F3字段 9 8 7 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 选择 P1 AR P3 自定义 P2 LPC P4 无操作 编写几条可以连续运行的微指令，熟悉本实验系统的微指令设计方式。表5-4（将表5-1中的微指令代码写成二进制）为几条简单的可以连续运行的二进制微指令代码实例，注意UA5-------UA0的编码规律，运行时注意观察后续地址。

表5-4 实验五微代码表

微地址（二进制） 000000 000001 000010 000011 000100 001000 S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 F1 F2 F3 UA5...UA0 000001 000010 000011 000100 001000 001001 000 000 000 000 000 000 000 000 000 101 111 111 010 111 111 000 111 000 001001 010000 010101 011000 011001 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 11 0 1 111111 1 10 0 0 0 0 0 0 0 10 101 101 101 101 101 101 111 001 111 111 001 111 111 111 000 010000 010101 011000 011001 000000 以下举例说明微代码的含义：

#微地址“000011”：读Y1设备上的数据，并将该数据打入地址寄存器。然后跳转至微地址“000100”。

#微地址“000100”：读Y1设备上的数据，并将该数据打入运算暂存器2，然后跳转至微地址“001000”。 （3）运行微程序 三. 实验总结

心得体会: 本次实验连线虽然简单,个人感觉实现功能最好,通过练习来掌握微程序控制器的组成及工作原理,实验验证微程序的写入、读出和运行，而且学会设计简单的微程序。