1.微指令的格式

相容性微命令:可以并行完成的微命令。
互斥性微命令:不允許并行完成的微命令。

1.1水平型微指令

一條微指令能定義多個可并行的微命令。

1.1.1基本格式

優點：微程序短，執行速度快；
缺點：微指令長，編寫微程序較麻煩。

1.2垂直型微指令

一條微指令只能定義一個微命令，由微操作碼字段規定具體功能

1.2.1基本格式

優點：微指令短、簡單、規整，便于編寫微程序；
缺點：微程序長，執行速度慢，工作效率低。

1.3混合型微指令

在垂直型的基礎上增加一些不太復雜的并行操作。

優點：微指令較短，仍便于編寫；微程序也不長，執行速度加快。

2.微指令的編碼方式

2.1水平型微指令

2.1.1直接編碼（直接控制）方式

在微指令的操作控制字段中，每一位代表一個微操作命令
某位為“1”表示該控制信號有效

比如我們想進行取址操作，將（PC）→MAR和1→R的操作控制置為1就行
優點:簡單、直觀，執行速度快，操作并行性好。
缺點:微指令字長過長，n個微命令就要求微指令的操作字段有n位，造成控存容量極大。

2.1.2字段直接編碼方式

將微指令的控制字段分成若干“段”，每段經譯碼后發出控制信號微命令字段分段的原則:
①互斥性微命令分在同一段內，相容性微命令分在不同段內。
②每個小段中包含的信息位不能太多，否則將增加譯碼線路的復雜性和譯碼時間。
③一般每個小段還要留出一個狀態，表示本字段不發出任何微命令。因此，當某字段的長度為3位時，最多只能表示7個互斥的微命令，通常用000表示不操作。

優點：可以縮短微指令字長 。
缺點：要通過譯碼電路后再發出微命令，因此比直接編碼方式慢 。

2.1.2.1例子

某計算機的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用字段直接編碼法，共有33個微命令，構成5個互斥類，分別包含7、3、12、5和6個微命令，則操作控制字段至少有多少位？

第1個互斥類有7個微命令，要留出1個狀態表示不操作，所以需要表示8種不同的狀態，故需要3個二進制位。以此類推，后面4個互斥類各需要表示4、13、6、7種不同的狀態，分別對應2、4、3、3個二進制位。故操作控制字段的總位數為3+2+4+3+3 = 15 位

若采用直接編碼方式，則控制字段需要33位。

2.1.3字段間接編碼方式

一個字段的某些微命令需由另一個字段中的某些微命令來解釋，由于不是靠字段直接譯碼發出的微命令，故稱為字段間接編碼，又稱隱式編碼。

優點：可進一步縮短微指令字長。
缺點：削弱了微指令的并行控制能力，故通常作為字段直接編碼方式的一種輔助手段。

3.微指令的地址形成方式

3.1 微指令的下地址字段指出

微指令格式中設置一個下地址字段，由微指令的下地址字段直接指出后繼微指令的地址，這種方式又稱為斷定方式。

3.1.1例題

3.2根據機器指令的操作碼形成

當機器指令取至指令寄存器后，微指令的地址由操作碼經微地址形成部件形成。

3.3增量計數器法

類似 ( CMAR ) + 1→ CMAR

3.4分支轉移

轉移方式：指明判別條件；轉移地址：指明轉移成功后的去向。

3.5通過測試網絡

即5.4.2中的順序邏輯

3.6 由硬件產生微程序入口地址

第一條微指令地址 由專門硬件產生（用專門的硬件記錄取指周期微程序首地址）
中斷周期由硬件產生 中斷周期微程序首地址（用專門的硬件記錄）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5.4.3控制器设计 微程序控制器 微指令的设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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