Синтез процессора с использованием принципа программируемой логики. Состав микропроцессорного устройства

ЛЕКЦИЯ 9

1.ПРИНЦИП МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Мы рассмотрели выполнение операций процессором в виде последо­вательности микрокоманд. Можно предусмотреть другой способ формирования управляющих сигналов, под действием которых в операционном устройстве выполняются микрокоманды.

Управляющие сигналы ух...., уп на выходе управляющего устройства в каждом тактовом периоде имвют уровни лог. О и лог.1. Таким образом, каждой микрокоманде на выходе управляющего устройства соответствует некоторая кодовая комбинация. Такие кодовые комбинации, называемые кодовыми комбинациями микрокоманд (или просто микрокомандами), можно хранить в специально предназначенной для них управляющей памя­ти. При этом выполнение операции сводится к выборке из управляющей памяти последовательно микрокоманд микропрограммы й выдаче с их помощью управляющих сигналов уп в операционное устройство.

В управляющей памяти можно хранить много микропрограмм, пред­назначенных для выполнения различных операций. По выбранной из оперативной памяти команде в управляющей памяти находится соот­ветствующая команде микропрограмма. Далее путем последовательно­го считывания микрокоманд найденной микропрограммы и их выполнения в операционном устройстве реализуется предусматривае­мая командой операция. Такой способ реализации операций называется микропрограммным, а построенное на этом способе управляющее уст­ройство — управляющим устройством с программируемой логикой.

На рис. изображена структурная схема процессора с управля­ющим устройством, построенным по принципу программируемой ло­гики. Функции блока микропрограммного управления (БМУ) сводятся к определению адреса очередной микрокоманды (МК) в управляющей памяти (УП). Поступающая из оперативной памяти (ОП) команда со­держит адрес первой МК той микропрограммы, которая реализует предусматриваемую командой операцию. Так решается задача поиска в УП микропрограммы, соответствующей данной команде. Адреса всех последующих МК определяются в БМУ следующим образом.

В формате МК предусматривается поле адреса, ко­торое содержит адрес очередной МК. Считав из УП микрокоман­ду, по содержимому ее поля адреса определим адрес следующей МК. Но так можно получить адреса МК при отсутствии в алгорит­ме разветвлений, т.е. условных переходов (УсП). Для реализации условных переходов в МК надо предусмотреть поле условных пере­ходов, в котором указывается, имеет ли место условный или безус­ловный переход и при условном переходе — на значения каких условий следует ориентироваться при определении адреса очеред­ной МК.

Пусть поле условных переходов построено следующим образом. Один из разрядов поля указывает вид перехода (например, 0 в этом разряде означает безусловный переход, 1 — условный переход). Кроме того, для каждого условия в поле условных переходов имеется разряд, указывающий участие данного условия в определении адреса. Если условный переход осуществляется по некоторому условию, то адрес очередной МК будем формировать замещением младшего разряда со­держимого поля адреса текущей МК значением соответствующего ус­ловия (такую операцию называют модификацией адреса). Получается разветвление на два направления. В зависимости от значения условия образуются два различающихся в младшем разряде адреса и очередная МК считывается из одной либо другой ячейки УП. Если модифициро­вать два разряда содержимого поля адреса, то можно осуществить раз­ветвление на четыре направления.

Поле управляющих сигналов МК используется для подачи управля­ющих сигналов в операционное устройство (ОУ).

Таким образом, микрокоманда может быть разбита на две части: одна часть — поле адреса и поле условных переходов — определяет функционирование БМУ при нахождении адреса очередной МК и может быть названа микрокомандой БМУ; другая часть — поле управ­ляющих сигналов — определяет функционирование ОУ и может быть названа микрокомандой ОУ.

Дата добавления: 2014-12-10