微程序控制器是一种 利用软件方法设计硬件的控制器。其基本思想是将机器指令的执行过程分解为一系列基本的微命令序列,并将这些微命令存储在控制存储器中。在执行指令时,控制器从控制存储器中取出相应的微程序段,逐条取出微指令,送入微指令寄存器并进行译码,从而产生所需的微命令,控制各步操作完成。
微程序控制器的主要特点包括:
规整性:
微程序控制器的设计使得控制逻辑结构清晰、规整,便于设计和维护。
灵活性:
由于微程序可以方便地增加、修改和扩展,因此微程序控制器能够实现复杂指令的操作控制,并且可以适应不同的应用需求。
可维护性:
微程序控制器的微程序可以事先编制并存储在控制存储器中,当需要修改指令或增加新功能时,只需修改相应的微程序,而不需要重新设计整个硬件电路。
微程序控制器的组成主要包括:
指令寄存器IR:
用于存放当前正在执行的机器指令。
程序计数器PC:
用于指示下一条要执行的微指令的地址。
程序状态字寄存器PSW:
用于存储程序运行时的状态信息。
时序系统:
用于产生控制信号,确保各部件按时序进行操作。
控制存储器CM:
存储各机器指令对应的微程序。
微指令寄存器:
用于存放从控制存储器中取出的微指令。
微地址形成电路:
用于生成微指令的地址。
通过以上部件和步骤,微程序控制器能够实现机器指令的逐条执行和操作控制,从而完成各种复杂的计算和控制任务。