压缩微指令长度
1. 改直接表示为编码表示(压缩互斥性微指令)
- 互斥性微命令
– 输出信号不能同时为 1 XXX(out)
– 运算器的 +1, ADD, SUB 信号也不能同时给出 - 7 个out型命令有7 个状态 –> 3:8译码器
– 所有输出里面一定有一个为高电平,所以 000 不用
– 预留的一个状态表示什么信号也不给 - 加法类的运算器信号 –> 2:4译码器
– +1,ADD, SUB
– 无信号 - 缩短了微指令长度,增加了硬件开销(3:8译码器,2:4译码器),硬件被所有微程序共享,所以开销可忽略
2. 去掉下址字段,采用 μPC = μPC + 1 的方式生成微指令地址
- 每一条指令都有一个下址字段,对控存的浪费是巨大的
- 增加了一个运算器,减少了下址字段,节约了控存空间
3. 改水平型微指令为垂直型微指令(牺牲并行性)
- 水平性微指令如下
- 一条微指令中一般只有两个信号,最多4个信号为1
- 数据通路分类
– 寄存器传输 MOV reg1,reg2 MOV AR,PC(将PC送到AR)
例如:
(PC)->AR, (PC)->X
(Z)->PC
(DR)->IR
(IR)->AR, (PC)->X
(DR)->R0
- MOV 源寄存器 目的寄存器
- 单总线架构中,只存在 R0、R1、R2、IR、AR、X、Z等,一共只有八个寄存器,所以只需要**三位**就可以描述一个寄存器,指令需要两个操作,即需要六位
- 运算类型 ALU_OP reg INC、ADD R1
例如:
(X) + 1 -> Z
(X) + (R1) -> Z
- 单总线架构中运算器的输入一定来自于X,输出一定到Z,指令中 X和Z 的值在指令中不需要给出,只需要给出另外一个输入端来自于哪个寄存器
- INC 无操作数
- ADD 源寄存器号(3位)
- 访存指令 Men LOAD、STORE
例如:
Read Mem
Mem[AR] -> DR
- Mem Read/Write
- 顺序控制 Branch Branch P1
- Branch 判断条件
- LOAD指令微程序容量
– 直接表示法 + 下址字段
– 28位 8 = 224位
– 编码表示法 + μPC
– 19位 8 = 152位
– 垂直微指令
– 8位 * 14 = 112位 - 容量小,速度慢,指令执行需译码电路
- 随着控存价格的降低,垂直型微指令已经被淘汰
- 水平型与垂直型微指令
- 水平型微指令
– 并行操作能力强,效率高,灵活性强
– 微指令字较长,微程序短,控存容量大,性能佳 - 垂直型微指令
– 子长短,微程序长,控存容量小,性能差
– 垂直型与指令相似,易于掌握
– 基本被淘汰
正文完