微程序-操作控制和顺序控制的结构

1.微命令和微操作

一台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讲，就是执行部件。那么两者之间是怎么进行联系的呢？

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，通常把这种控制命令叫作微命令，而执行部件接受微命令后所进行的操作，叫作微操作。

控制部件与执行部件之间的另一种联系是反馈信息。执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况，以便使控制部件根据执行部件的“状态”来下达新的微命令，这也叫作“状态测试”。

2.微指令和微程序

在一个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。图5-20表示一个具体的微指令结构，微指令字长为23位，它由操作控制和顺序控制两大部分组成。

（1）操作控制部分

操作控制部分为17位，每一位表示一个微命令，如第1位表示运算器的加操作，第2位表示运算器的减操作，……，第17位表示程序计数器加1操作。当操作控制字段某一位为1时，表示发出微命令，控制运算部件执行该微操作；当某一位为0时，表示不发出微命令。例如，当微指令字第1位信息为1时，表示发出加的微命令，那么运算器执行两个数的加操作。(www.xing528.com)

图5-20　微指令基本格式

一条机器指令的功能是由若干条微指令组成的序列来实现的，这个微指令序列通常叫作微程序，即微程序是由微指令组成的。那么在执行当前一条微指令时，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后，取出下一条微指令，继续执行。

（2）顺序控制部分

顺序控制部分用来产生下一条微指令的地址。图5-20中的顺序控制字段有6位，其中后4位（20～23位）用来直接给出下一条微指令的地址（称为直接顺序控制字段），它决定了这个微程序最多可以有24=16条微指令。第18，19两位是判别测试标志。当此两位全为0时，表示不进行测试，直接按顺序控制字段第20～23位给出的地址取下一条微指令；当第18位或第19位为1时，表示要进行P1或P2的判别测试（这两位简称P字段），根据测试结果，需要对第20～23位的某一位或几位进行修改，然后按修改后的地址取下一条微指令。

实际上，微指令的设计是复杂的，一条微指令中的17个微操作要安排在一个CPU周期内完成，要考虑很多细节问题，这里不作介绍了。