微指令详细资料大全

如题所述

第1个回答  2022-11-19

微指令是指在微程式控制的计算机中,同时发出的控制信号所执行的一组微操作。微指令是由同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。将一条指令分成若干条微指令,按次序执行就可以实现指令的功能。若干条微指令可以构成一个微程式,而一个微程式就对应了一条机器指令。

基本介绍

    中文名 :微指令 外文名 :microinstruction 作用 :微程式控制 定义 :实现一定操作功能的微命令的组合 领域 :计算机 格式 :水平型微指令和垂直型微指令
定义,类型,规范化描述,相关指令,

定义

微指令是指在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,描述微操作的语句。微命令是指控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令。操作微指令是描述受控电路的操作语句 , 分支微指令是描述控制电路的分支语句。 一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的,即一条机器指令所完成的操作分成若干条微指令来完成,由微指令进行解释和执行,这个微指令序列通常叫做微程式。微指令的编译方法是决定微指令格式的主要因素。考虑到速度,成本等原因,在设计计算机时采用不同的编译法 。因此微指令的格式大体分成两类:水平型微指令和垂直型微指令。

类型

水平型微指令 一次能定义并执行多个并行操作微命令的微指令,叫做水平型微指令。水平型微指令的一般格式如下:控制栏位,判别测试栏位和下地址栏位。按照控制栏位的编码方法不同,水平型微指令又分为三种:一种是全水平型(不译法)微指令,第二种是栏位解码法水平型微指令,第三种是直接和解码相混合的水平型微指令。 垂直型微指令 微指令中设定微操作码栏位,采用微操作码编译法,由微操作码规定微指令的功能,称为垂直型微指令。垂直型微指令的结构类似于机器指令的结构.它有操作码,在一条微指令中只有l-2个微操作命令,每条微指令的功能简单,因此,实现一条机器指令的微程式要比水平型微指令编写的微程式长得多 .它是采用较长的微程式结构去换取较短的微指令结构。 水平型微指令与垂直型微指令的比较 (1)水平型微指令并行操作能力强,指令高效,快速,灵活,垂直型微指令则较差。 (2)水平型微指令执行一条指令时间短,垂直型微指令执行时间长。 (3)由水平型微指令解释指令的微程式,有微指令字较长而微程式短的特点。垂直型微指令则相反。 (4)水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令比较相似,相对来说,比较容易掌握。

规范化描述

规范化描述就是在指令系统的微指令描述中尽量减小语句使用的随意性,使整个指令系统的描述具有较强的规律性,并使微操作集中的元素最少。事实上只要微指令描述合理规范,从微程式设计角度来看,所描述的功能都是可以通过ASIC技术实现的。在一条指令的描述中, 指令的微操作步数必须与指令所需的时钟周期数相吻合,分配好各微指令序列所占的时钟数,安排好各微指令组和各微指令序列在整个控制序列中的位置,这是指令系统规范化描述的基础。在同类指令的描述中, 完成相同微功能的微指令序列所占的时钟周期数必须相同, 在控制序列中的分配位置必须合理。例如字除法指令比位元组除法指令多8个状态周期,因此每位除法只能占用一个状态周期。再例如运算元长度相同的有符号数除法指令和无符号数除法指令相比多增加 4个状态周期,因此有符号除法中被除数和除数、商和余数的符号化处理,只能分别在2个状态周期中实现,且删除这4个状态周期中的所有微指令。

相关指令

机器指令和微指令的关系 一台数字计算机基本上可以划分为两大部分——控制部件和执行部件。控制器就是控制部件,而运算器、存储器、外围设备相对控制器来说就是执行部件。控制部件与执行部件的一种联系就是通过 控制线 。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常这种控制命令叫做 微命令 ,而执行部件接受微命令后所执行的操作就叫做 微操作。 控制部件与执行部件之间的另一种联系就是 反馈信息 。执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况,以便使得控制部件根据执行部件的状态来下达新的微命令,这也叫做“状态测试”。微操作在执行部件中是组基本的操作。由于数据通路的结构关系,微操作可分为相容性和相斥性两种。在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令。一般的微指令格式由操作控制和顺序控制两部分构成。操作控制部分用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。其顺序控制部分用来决定产生下一个微指令的地址。事实上一条 机器指令 的功能是由许多条微指令组成的序列来实现的。这个微指令序列通常叫做 微程式。 既然微程式是由微指令组成的,那么当执行当前的一条微指令的时候。必须指出后继微指令的地址,以便当前一条微指令执行完毕以后,取下一条微指令执行。机器指令和微指令的关系归纳如下: 1. 一条机器指令对应一个微程式,这个微程式是由若干条微指令构成的。因此,一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的。简而言之,一条机器指令所完成的操作划分成若干条微指令来完成,由微指令进行解释和执行。 2. 从指令与微指令,程式与微程式,地址与微地址的一一对应关系上看,前者与记忆体储器有关,而后者与控制存储器(它是 微程式控制器 的一部分。 微程式控制器 主要由 控制存储器、微指令暂存器 地址转移逻辑 三部分组成。其中,微指令暂存器又分为微地址暂存器和微命令暂存器两部分)有关,与此相关也有相对应的硬设备。 3. 一条机器指令对应4个CPU周期,每个CPU周期就对于一条微指令。

相似回答