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1、微程序控制器5.4微程序控制器n n发展发展 微程序的概念和原理是由英国剑桥大学的微程序的概念和原理是由英国剑桥大学的MVWilkesMVWilkes教授于教授于19511951年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出来的，当时还没有合适的存放微程序的控制存储器的来的，当时还没有合适的存放微程序的控制存储器的元件。元件。 到到19641964年，年，IBMIBM公司在公司在IBM360IBM360系列机上成功地采用系列机上成功地采用了微程序设计技术。了微程序设计技术。 2020世纪世纪7070年代以来，由于年代以来，由于VLSIVLSI技术的发展，推动了微技术的
2、发展，推动了微程序设计技术的发展和应用。程序设计技术的发展和应用。 目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微程目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微程序设计技术。序设计技术。5.4微程序控制器n n基本思想：仿照解题的方法，把操作控制信号编制成微指令，存放到控制存储器里，运行时，从控存中取出微指令，产生指令运行所需的操作控制信号。n n微程序设计技术是用软件方法来设计硬件的技术。5.4微程序控制器n n5.4.1微程序控制原理n n5.4.2微程序设计技术5.4.1微程序控制原理控制部件控制部件执行部件执行部件执行部件执行部件微命令微命令反馈信息：反馈信息：状态测试状态测试微命令微命
3、令微命令微命令CPU中的功能部件可以划分为两大类：中的功能部件可以划分为两大类：微操作微操作微操作微操作微操作微操作执行部件执行部件5.4.1微程序控制原理n n微命令：控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫作微命令，它是构成控制序列的最小单位。例如：打开或关闭某个控制门的电位信号、某例如：打开或关闭某个控制门的电位信号、某个寄存器的打入脉冲等。个寄存器的打入脉冲等。微命令是控制计算机各部件完成某个基本微操微命令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。作的命令。什么是什么是微操作微操作？5.4.1微程序控制原理n n微操作：是微命令的操作过程。微命令和微操作是一一对应的。微命令和微操作是一
4、一对应的。微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。的操作过程。微操作是执行部件中最基本的操作。微操作是执行部件中最基本的操作。n n举例：控制门电位信号的变化、寄存器输入端的控制、控制门电位信号的变化、寄存器输入端的控制、ALUALU的基本执行过程的基本执行过程5.4.1微程序控制原理由于数据通路的结构关系，微操作可分为相容的和相斥的两种：相斥的微操作，是指不能同时或不能在同一个相斥的微操作，是指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的微操作。节拍内并行执行的微操作。相容的微操作，是指能够同时或在同一个节拍相容的微操作，是指能够同时或在同一个节
5、拍内并行执行的微操作。必须各占一位内并行执行的微操作。必须各占一位类比并行与并发举一个例子：举一个例子：先勘误先勘误：P156 图图5.20右侧中间右侧中间 5 7 9 应该改为应该改为 9 7 5975相斥：相斥：（468468） （579579） （+-M+-M） 相容：相容：（123123） （XYXY组合）组合）图解释图解释n n对图的解释：寄存器的两个输入端：一个代表数据写入，一寄存器的两个输入端：一个代表数据写入，一个代表控制线路，两者都有效时产生输出个代表控制线路，两者都有效时产生输出算数逻辑单元亦类似算数逻辑单元亦类似5.4.1微程序控制原理n n3、微指令（Microinst
6、ruction）：在机器的一个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。微指令：指在同一微指令：指在同一CPUCPU周期内并行或并发执行周期内并行或并发执行的微操作控制信息集合。的微操作控制信息集合。它是微命令的组合，微指令存储在控制器中的它是微命令的组合，微指令存储在控制器中的控制存储器控制存储器中。中。5.4.1微程序控制原理n n4、微程序一系列微指令的有序集合就是微程序。一系列微指令的有序集合就是微程序。n n一段微程序对应一条指令一段微程序对应一条指令。n n微地址微地址 ：存放微指令的控制存储器的单元地址：存放微指令的控制存储器的单元地址举例：以简单运算器通
7、路图的微指令格式为例：举例：以简单运算器通路图的微指令格式为例：5.4.1微程序控制原理n n微指令基本格式注意勘误：注意勘误：975相斥：相斥：（468468） （579579） （+-M+-M） 相容：相容：（123123） （XYXY组合）组合）图解释图解释5.4.1微程序控制原理n n操作控制：发出管理和指挥全机工作圆点表示一个个微命令圆点表示一个个微命令某一位为某一位为1 1表示发出微命令，为表示发出微命令，为0 0不发出。不发出。n nEg.Eg.第第1 1位为位为1 1时表示发出时表示发出LDR1LDR1n n第第4 4、5 5位位位位1 1表示将表示将R1R1同时写入同时写入X
8、 X、Y Y微命令信号的时间控制微命令信号的时间控制n nEg.4Eg.4、9 9、1010、2 2在节拍电位均有效在节拍电位均有效n n需要和需要和T T脉冲做与操作脉冲做与操作n n如：如：P157P157图图5.225.225.4.1微程序控制原理n n顺序控制：决定下一条微指令地址后四位：下一条微指令直接地址后四位：下一条微指令直接地址P1P2P1P2：判断测试标志：判断测试标志n nP1P2P1P2均为均为0 0：使用直接地址：使用直接地址n nP1P2P1P2中有中有1 1：要进行：要进行P1P1或或P2P2测试测试n n根据测试结果修改直接地址根据测试结果修改直接地址5.4.1微
9、程序控制原理n n看图p158图5.23提示：提示：图中间下方，图中间下方，“微命令寄存器微命令寄存器”不要不要改为改为“微指令寄存器微指令寄存器”5.4.1微程序控制原理5.4.1微程序控制原理n n思考：微指令周期？微指令周期？微指令字长？控制存储器的字长微指令字长？控制存储器的字长控制存储器的大小受什么影响？控制存储器的大小受什么影响？微地址微地址如何按照非顺序方式执行？如何按照非顺序方式执行？5.4.1微程序控制原理n n控制存储器(CM)。这是微程序控制器的核心部件，用来存放微程这是微程序控制器的核心部件，用来存放微程序。其性能序。其性能( (包括容量、速度、可靠性等包括容量、速度、
10、可靠性等) )与计与计算机的性能密切相关。算机的性能密切相关。只读特性只读特性微指令周期微指令周期：读出一条微指令并执行微指令的：读出一条微指令并执行微指令的时间总和。时间总和。5.4.1微程序控制原理n n微指令寄存器(IR)分为两部分：分为两部分：微地址寄存器微地址寄存器(MAR)(MAR)和和微命令微命令寄存器寄存器用来存放从控制存储器取出的正在执行的微指用来存放从控制存储器取出的正在执行的微指令，它的位数同微指令字长相等。令，它的位数同微指令字长相等。微地址寄存器存放将要访问的下一条微指令地微地址寄存器存放将要访问的下一条微指令地址址微命令寄存器存放一条微指令（包括操作控制微命令寄存器
11、存放一条微指令（包括操作控制字段和判别测试字段）字段和判别测试字段）5.4.1微程序控制原理n n地址转移逻辑如果微程序不出现分支：下一条微指令地址直如果微程序不出现分支：下一条微指令地址直接由微地址寄存器给出接由微地址寄存器给出如果微程序出现分支：通过判别测试字段如果微程序出现分支：通过判别测试字段P P和和执行部件的执行部件的“ “状态条件状态条件” ”反馈信息，修改微地址反馈信息，修改微地址寄存器内容。寄存器内容。n n勘误：其实不能叫勘误，要指出的是，教材其实不能叫勘误，要指出的是，教材P158P158页，页，介绍完基本三个部分功能之后，没有给出微程介绍完基本三个部分功能之后，没有给出
12、微程序控制器的工作过程描述。序控制器的工作过程描述。工作过程描述的相关内容要在本工作过程描述的相关内容要在本pptppt或者配套或者配套多媒体课件上学习。多媒体课件上学习。5.4.1微程序控制原理n n微程序控制器的工作过程微程序控制器的工作过程 (1)(1)执行取指令的公共操作。取指令的公共操作通常由执行取指令的公共操作。取指令的公共操作通常由一段一段取指微程序取指微程序来完成，在机器开始运行时，自动将来完成，在机器开始运行时，自动将取指微程序的入口微地址送微地址寄存器，并从控制取指微程序的入口微地址送微地址寄存器，并从控制存储器中读出相应的微指令送入微指令寄存器。微指存储器中读出相应的微指
13、令送入微指令寄存器。微指令的操作控制字段产生有关的微命令，用来控制实现令的操作控制字段产生有关的微命令，用来控制实现取机器指令的公共操作。当取指微程序执行完后，从取机器指令的公共操作。当取指微程序执行完后，从主存中取出的机器指令就已存入指令寄存器主存中取出的机器指令就已存入指令寄存器IRIR中了。中了。 (2)(2)由机器指令的操作码字段通过微地址形成部件产生由机器指令的操作码字段通过微地址形成部件产生出该机器指令所对应的微程序的入口地址，并送入微出该机器指令所对应的微程序的入口地址，并送入微地址寄存器地址寄存器5.4.1微程序控制原理 (3)(3)从控制存储器中逐条取出对应的微指令并执行之，
14、从控制存储器中逐条取出对应的微指令并执行之，每条微指令都能自动产生下一条微指令的地址。每条微指令都能自动产生下一条微指令的地址。 (4)(4)一条机器指令对应的微程序的最后一条微指令执行一条机器指令对应的微程序的最后一条微指令执行完毕后，其下一条微指令地址又回到取指微程序的人完毕后，其下一条微指令地址又回到取指微程序的人口地址，从而继续第口地址，从而继续第(1)(1)步，以完成取下条机器指令的步，以完成取下条机器指令的公共操作。公共操作。n n以上是一条机器指令的执行过程，如此周而复始，以上是一条机器指令的执行过程，如此周而复始，直到整个程序的所有机器指令执行完毕。直到整个程序的所有机器指令执
15、行完毕。5.4.1微程序控制原理n n以一个典型例子说明微指令的工作过程首先做知识准备首先做知识准备明确问题环境明确问题环境5.4.1微程序控制原理n nBCD码？n n用4位二进制数来表示1位十进制数中的09这10个数码n nEg.（379）10=（001101111001）BCD1011110118895.4.1微程序控制原理n n在我们的例子中：7+3=107+3=10n n用BCD码做加法期望得到：0111+0011=000100000111+0011=00010000n n而实际0111+0011=10100111+0011=1010n n用什么办法解决实际问题，满足应用需求？5.4
16、.1微程序控制原理n n原理：判断两个数的和的每位两位之和小于等于两位之和小于等于9 9时：按二进制加法处理时：按二进制加法处理两位之和大于两位之和大于9 9时：需再加时：需再加6 6，促成进位，促成进位n n举例：6+27+36+27+311+895+2511+895+25n n减法规则与之类似5.4.1微程序控制原理n n在图5.20所示运算器基础上的具体做法：R1+R2+R3ab6n n做加法：a+b+6a+b+6有进位？有进位？是：结果值正确是：结果值正确否：结果值减否：结果值减6 6恢复恢复a+ba+b的真实结果的真实结果5.4.1微程序控制原理n n假设在某编程环境下，需要完成BC
17、D两个位加法运算，代码：b=b+a；n n该代码被编译成机器语言后，以汇编语言写出可以假定是n n对于该指令，共耗费4个CPU周期取指占取指占1 1个个CPUCPU周期周期执行占执行占2-32-3个个CPUCPU周期周期指令指令:ADD R2 R15.4.1微程序控制原理n nBCD加法指令流程数据通路图数据通路图P156P156图图5.205.20指令周期流程图如指令周期流程图如右图右图R1 R2 R3a b 6取指微取指微指令指令微指令微指令地址地址判别测试判别测试P1给出微地址给出微地址判别测试判别测试P2是否进位是否进位指令指令:ADD R2 R1n n勘误n n注意P159：第一条微
18、指令的二进制编码：“在这条微指令中.”100000000 000 000 000 101015.4.1微程序控制原理n n共四条微指令1000000000第第1条微指令：取指令操作信号条微指令：取指令操作信号000 000 000 000 1010113.PC-ABUS（I）15.LDIR17.PC+118.P1判别判别:操作码译码操作码译码 “ADD2”：101013-17取指执行过程图示0010011010010 100 100 100 000002.存结果存结果LDR24.R1-X7.R2 - Y10.+不判别测试，下一条不判别测试，下一条微指令地址微指令地址1001第第2条微指令：条微
19、指令：R2+R1-R20100001001010 001 001 100 000002.存结果存结果LDR26.R2 - X9.R3 - Y 10.+P2判别：进位标志判别：进位标志Cy，Cy=0: 0001Cy=1: 0000第第3条微指令：条微指令：R2+R3-R20000000001010 001 001 001 000002.存结果存结果 LDR26.R2 - X9.R3 - Y 12.-转地址转地址0000，即取指令，即取指令第第4条微指令：条微指令：R2-R3-R25.4.1微程序控制原理n n6 6、CPUCPU周期和微指令周期的关系周期和微指令周期的关系n nT1,T2,T3T
20、1,T2,T3时间执行微指令时间执行微指令( (如运算等如运算等) )n nT4T4上升沿打入结果至寄存器上升沿打入结果至寄存器n nT4T4时间读取微指令时间读取微指令eg.取指eg.执行机器指令与微指令的关系微地址寄存器微地址寄存器机器指令与微指令的关系n n1.一条机器指令对应一个微程序n n2.指令、程序、地址与内存有关，微指令、微程序、微地址与控制存储器有关n n3.每一个CPU周期对应一条微指令5.4.2微程序控制器设计技术n n一、设计微指令应当追求的目标有利于缩短微指令的长度有利于缩短微指令的长度有利于缩小有利于缩小CMCM的容量的容量有利于提高微程序的执行速度有利于提高微程序
21、的执行速度有利于对微指令的修改有利于对微指令的修改有利于提高微程序设计的灵活性有利于提高微程序设计的灵活性5.4.2微程序控制器设计技术n n1 1、微命令的编码方法、微命令的编码方法 编码有三种方法：直接表示法编码有三种方法：直接表示法/ /编码表示法编码表示法/ /混合表示法混合表示法 直接表示法：操作控制字段中的各位分别可以直接控直接表示法：操作控制字段中的各位分别可以直接控制计算机，不需要进行译码。制计算机，不需要进行译码。5.4.2微程序控制器设计技术n n直接表示法特点：这种方法结构简单，并行性强，操作速度快，这种方法结构简单，并行性强，操作速度快，但是微指令字太长，若微命令的总数
22、为但是微指令字太长，若微命令的总数为N N个，个，则微指令字的操作控制字段就要有则微指令字的操作控制字段就要有N N位。位。另外，在另外，在N N个微命令中，有许多是互斥的，不个微命令中，有许多是互斥的，不允许并行操作，将它们安排在一条微指令中会允许并行操作，将它们安排在一条微指令中会使信息的利用率下降。使信息的利用率下降。5.4.2微程序控制器设计技术2 2、编码表示法：将操作控制字段分为若干个、编码表示法：将操作控制字段分为若干个小组，每个组通过译码输出操作控制信号。小组，每个组通过译码输出操作控制信号。5.4.2微程序控制器设计技术n n可能存在的问题：两位定义了四个微命令两位定义了四个
23、微命令00,01,10,1100,01,10,11现在需要同时发出，或者说在同一个现在需要同时发出，或者说在同一个CPUCPU周期周期内发出内发出0000和和0101微命令，怎么办？微命令，怎么办？n n解决方法：相斥的微命令分为一组123456789顺序控制顺序控制4、5：00 无操作无操作01 R1X10 R2 X11 DR X 6、7：00 无操作无操作01 R3Y10 R2 Y11 R1 Y 8、9：00 无操作无操作01 10 11 M 混和表示法混和表示法1、2、3位为直接表示法位为直接表示法4、5；6、7；8、9位为编码表示法位为编码表示法对于教材上例子的改进：对于教材上例子的改
24、进：5.4.2微程序控制器设计技术n n编码注意几点：编码注意几点： 把互斥性的微命令分在同一组内，兼容性的微命令把互斥性的微命令分在同一组内，兼容性的微命令分在不同组内。这样不仅有助于提高信息的利用率，分在不同组内。这样不仅有助于提高信息的利用率，缩短微指令字长，而且有助于充分利用硬件所具有的缩短微指令字长，而且有助于充分利用硬件所具有的并行性，加快执行的速度。并行性，加快执行的速度。 应与数据通路结构相适应。应与数据通路结构相适应。 每个小组中包含的信息位不能太多，否则将增加译每个小组中包含的信息位不能太多，否则将增加译码线路的复杂性和译码时间。码线路的复杂性和译码时间。 一般每个小组还要
25、留出一个状态，表示本小组不发一般每个小组还要留出一个状态，表示本小组不发出任何微命令。出任何微命令。n n编码表示法特点：可以避免相斥，使指令字大大缩短，但增加了译码电路，使微程序的执行速度减慢5.4.2微程序控制器设计技术n n3 3、混合编码法：将前两种结合在一起，兼顾、混合编码法：将前两种结合在一起，兼顾两者特点。一个字段的某些编码不能独立地定两者特点。一个字段的某些编码不能独立地定义某些微命令，而需要与其他字段的编码来联义某些微命令，而需要与其他字段的编码来联合定义合定义5.4.2微程序控制器设计技术n n二、微指令地址的形成n n入口地址：每条机器指令对应一段微程序，当公用的取指微程
26、序从主存中取出机器指令之后，由机器指令的操作码字段指出各段微程序的入口地址，这是一种多分支(或多路转移)的情况。5.4.2微程序控制器设计技术n n1、入口地址形成：如果机器指令操作码字段的位数和位置固定，可以直接使操作码与微程序入口地址的部分位相对应。5.4.2微程序控制器设计技术n n2、后继微地址形成方法（1 1）计数器的方式方法：）计数器的方式方法：n n微程序顺序执行时，其后继微地址就是现行微地址微程序顺序执行时，其后继微地址就是现行微地址加上一个增量加上一个增量( (通常为通常为1)1)；n n当微程序遇到转移或转子程序时，由微指令的转移当微程序遇到转移或转子程序时，由微指令的转移
27、地址段来形成转移微地址。地址段来形成转移微地址。n n在微程序控制器中也有一个微程序计数器在微程序控制器中也有一个微程序计数器PCPC，一，一般情况下都是将微地址寄存器般情况下都是将微地址寄存器MARMAR作为作为PCPC5.4.2微程序控制器设计技术特点：特点：n n优点是简单、易于掌握，编制微程序容易优点是简单、易于掌握，编制微程序容易n n缺点是这种方式不能实现两路以上的并行微程序转缺点是这种方式不能实现两路以上的并行微程序转移，因而不利于提高微程序的执行速度。移，因而不利于提高微程序的执行速度。5.4.2微程序控制器设计技术n n（2）多路转移的方式根据条件转移如图根据条件转移如图条件
28、：状态条件条件：状态条件/ /测试测试/ /微指令中微地址微指令中微地址/ /操作码操作码例如：例如：P P字段的字段的2 2位可以做位可以做4 4路转移路转移适用于：取指微指令执行之后，适用于：取指微指令执行之后，OPOP译码实现多译码实现多路微程序入口微地址跳转路微程序入口微地址跳转【例2】微地址寄存器有6位(A5-A0)，当需要修改其内容时，可通过某一位触发器的强置端S将其置“1”。现有三种情况：(1)(1)执行执行“ “取指取指” ”微指令后，微程序按微指令后，微程序按IRIR的的OPOP字段字段(IR3-IR0)(IR3-IR0)进行进行1616路分支；路分支；(2)(2)执行条件转
29、移指令微程序时，按进位标志执行条件转移指令微程序时，按进位标志C C的状态的状态进行进行2 2路分支；路分支；(3)(3)执行控制台指令微程序时，按执行控制台指令微程序时，按IR4IR4，IR5IR5的状态进的状态进行行4 4路分支。路分支。请按多路转移方法设计微地址转移逻辑。n n问题分析：指令格式：微指令格式： 地址码地址码R3 R2 R1 R0P3 P2 P1 uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0微命令微命令进位标记进位标记Cn n按所给设计条件，微程序有三种判别测试，分别为P1，P2，P3。由于修改A5-A0内容具有很大灵活性，现分配如下：n n(1)用P1和IR3-IR0修
30、改A3-A0；n n(2)用P2和C修改A0；n n(3)用P3和IR5、IR4修改A5、A4。n n其中A0在P字段内容不同时，作用不同。n n最后再加上节拍脉冲假设在假设在CPUCPU周期最后一个节拍脉冲获得微地址，转周期最后一个节拍脉冲获得微地址，转移逻辑表达式如下：移逻辑表达式如下：A5=P3IR5T4A5=P3IR5T4A4=P3IR4T4A4=P3IR4T4A3=P1IR3T4A3=P1IR3T4A2=P1IR2T4A2=P1IR2T4A1=P1IR1T4A1=P1IR1T4A0=P1IR0T4+P2CT4A0=P1IR0T4+P2CT4由于从触发器强置端修改，故前由于从触发器强置
31、端修改，故前5 5个表达个表达式可用式可用“ “与非与非” ”门实现，最后一个用门实现，最后一个用“ “与或非与或非” ”门实门实现。现。下图仅画出了下图仅画出了A2A2、A1A1、A0A0触发器的触发器的微地址转移逻辑图。微地址转移逻辑图。5.4.2微程序控制器设计技术n n3 3、微指令格式分为两类：水平型微指令和垂直型、微指令格式分为两类：水平型微指令和垂直型微指令微指令 （1 1）水平型微指令）水平型微指令n n水平型微指令是指一次能定义并能并行执行多个微命令的微指水平型微指令是指一次能定义并能并行执行多个微命令的微指令。令。n n格式如下格式如下控制字段控制字段判别测试字段判别测试字
32、段下地址字段下地址字段5.4.2微程序控制器设计技术水平型微指令特点：水平型微指令特点： n n优点：优点： 微指令字较长，速度越快。微指令字较长，速度越快。 微指令中的微操作有高度的并行性。微指令中的微操作有高度的并行性。 微指令译码简单。微指令译码简单。 控制存储器的纵向容量小，灵活性强。控制存储器的纵向容量小，灵活性强。n n缺点：缺点： 微指令字比较长，明显地增加了控制存储器的横向容量。微指令字比较长，明显地增加了控制存储器的横向容量。 水平微指令与机器指令差别很大，一般要熟悉机器结构、水平微指令与机器指令差别很大，一般要熟悉机器结构、数据通路、时序系统以及指令执行过程的人才能进行微程
33、数据通路、时序系统以及指令执行过程的人才能进行微程序设计，这对用户来说是很困难的。序设计，这对用户来说是很困难的。5.4.2微程序控制器设计技术n n（2）垂直型微指令：采用编码方式。设置微操作控制字段时，一次只能执行一到二设置微操作控制字段时，一次只能执行一到二个微命令的微指令称为垂直型微指令。个微命令的微指令称为垂直型微指令。先看第一个例子：先看第一个例子：5.4.2微程序控制器设计技术n n垂直型微指令的特点：垂直型微指令的特点： 微指令字短，一般为微指令字短，一般为10102020位左右。位左右。 微指令的并行微操作能力有限，一条微指令一般只包微指令的并行微操作能力有限，一条微指令一般
34、只包含一个微操作命令。含一个微操作命令。 微指令译码比较复杂。全部微命令用一个微操作控制微指令译码比较复杂。全部微命令用一个微操作控制字段（字段（微操作码微操作码）进行编码，微指令执行时需行完全）进行编码，微指令执行时需行完全译码。译码。 设计用户只需注意微指令的功能，而对微命令及其选设计用户只需注意微指令的功能，而对微命令及其选择、数据通路的结构则不用过多地考虑，因此，便于择、数据通路的结构则不用过多地考虑，因此，便于用户编制微程序。而且，编制的微程序规整、直观，用户编制微程序。而且，编制的微程序规整、直观，便于实现设计的自动化。便于实现设计的自动化。5.4.2微程序控制器设计技术垂直微指令
35、字较短，使控制存储器的横向容量垂直微指令字较短，使控制存储器的横向容量少。少。采用较长的微程序结构去换取较短的微指令结采用较长的微程序结构去换取较短的微指令结构构用垂直微指令编制微程序要使用较多的微指令，用垂直微指令编制微程序要使用较多的微指令，微程序较长；要求控制存储器的纵向容量大。微程序较长；要求控制存储器的纵向容量大。垂直微指令产生微命令要经过译码，微程序执垂直微指令产生微命令要经过译码，微程序执行速度慢。行速度慢。不能充分利用数据通路具有多种并行操作能力不能充分利用数据通路具有多种并行操作能力5.4.2微程序控制器设计技术 水平型微指令和垂直型微指令的比较水平型微指令和垂直型微指令的比
36、较 (1)(1)水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微指令则较差。垂直型微指令则较差。 (2)(2)水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间长。令执行时间长。 (3)(3)由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。垂直型微指令则相反。长而微程序短的特点。垂直型微指令则相反。 (4)(4)水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说，比较容易掌握。令
37、比较相似，相对来说，比较容易掌握。5.4.2微程序设计技术n n4、动态微程序设计对应于一台计算机的机器指令只有一组微程序，对应于一台计算机的机器指令只有一组微程序，这一组微程序设计好之后，一般无须改变而且这一组微程序设计好之后，一般无须改变而且也不好改变，这种微程序设计技术称为静态微也不好改变，这种微程序设计技术称为静态微程序设计。程序设计。 采用采用EPROMEPROM作为控制存储器，可以通过改变作为控制存储器，可以通过改变微指令和微程序来改变机器的指令系统，这种微指令和微程序来改变机器的指令系统，这种微程序设计技术称为动态微程序设计。微程序设计技术称为动态微程序设计。n n过渡段上边介绍了微程序控制器的原理及设计方法上边介绍了微程序控制器的原理及设计方法控制器的另外一种实现方法是硬布线控制器的另外一种实现方法是硬布线
