计算机组成原理 第六章 中央处理器（2）

6.10 微程序控制器

1.微程序控制器基本思想

2.微程序控制器工作原理

3.单总线结构CPU

4.单总线CPU微指令构造

5.程序、微程序、指令、微指令对应关系

6.微程序优势和劣势

---

6.11 微程序设计

1.微程序控制器组成原理框图

2.微指令格式

3.取指令数据通路

4.取指令微程序

5.LOAD指令执行数据通路

6.LOAD指令微程序

7.MOVE微程序

8.ADD指令微程序

9.STORE指令微程序

A.JMP指令微程序

B.单总线CPU微程序

---

6.12 微指令格式

1.微指令设计原则

• 有利于缩短微指令字长度
• 有利于减少控制存储器容量
• 有利于提高微程序执行速度
• 有利于对微指令进行修改
• 有利于提高微程序设计的灵活性

2.微指令格式(直接表示法)

3.微指令格式(编码表示法)

4.微指令地址形成方法

5.水平型微指令编码效率

6.垂直型微指令

7.垂直型微指令格式(近被淘汰)

8.水平型与垂直型微指令

---

6.13 单周期MIPS CPU（1）

1.MIPS CPU控制器设计

2.MIPS指令格式

3.R型指令格式

4.I型指令格式

5.取指令数据通路

6.R型指令数据通路

7.lw指令数据通路

8.sw指令数据通路

---

6.14 单周期MIPS CPU(2)

1.数据通路综合

2.单周期MIPS数据通路

3.R型指令数据通路建立过程

4.LW指令数据通路建立过程

5.SW指令数据通路建立过程

6.BEQ指令数据通路建立过程

7.J指令数据通路建立

8.单周期MIPS控制器设计

---

6.15 多周期MIPS CPU数据通路(1)

1.单周期MIPS关键路径LW指令

2.多周期MIPS数据通路特点

3.多周期MIPS CPU数据通路

4.多周期MIPS取指令阶段T1

5.多周期MIPS取指令阶段T2

---

6.16 多周期MIPS CPU数据通路(2)

1.R型指令执行状态周期T3~T4

2.LW指令执行状态周期T3~T5

LW指令需要五个时钟周期完成(包括取指令和执行指令)

3.Beq指令执行状态周期T3

4.多周期状态转换图

---

6.17 CPU设计实验

1.实验目标与任务

2.核心指令集

3.构建单周期MIPS数据通路

4.单周期MIPS控制器设计

5.多周期MIPS顶层视图

6.构建指令周期状态转换图

7.构造微程序控制器

8.微程序控制器Logisim实现

9.硬布线控制器Logisim实现