微程序控制器实验——计算机组成原理分析

"微程序控制器实验-计算机组成原理" 微程序控制器是计算机组成原理中的一个重要概念，它在CPU设计中起着核心作用。微程序控制器的设计和工作原理是本次实验的主要内容。实验旨在让学生深入理解微程序控制器的结构和功能，以及如何编写和执行微程序。 微程序控制器的核心任务是将高级的机器指令转化为一系列基本的微命令，这些微命令能够精确控制计算机硬件的各种操作。微指令是微程序的基本单位，它是一串控制信号，用于指示计算机的各个部件在某个时间点执行特定的动作。微程序则是由一系列微指令组成的序列，对应于一条机器指令的执行过程。这些微程序被存储在一种特殊的存储器中，称为控制存储器，通常使用EPROM（可擦除可编程只读存储器）来实现，具有掉电保护功能。 实验中，控制器的时序控制至关重要，它决定了微指令的执行顺序。这个实验采用四拍时序，即TS1、TS2、TS3和TS4，每个时钟周期执行一部分微命令。控制器的硬件组成部分包括微命令寄存器和微地址寄存器，前者用于暂存当前执行的微命令，后者则用于指示下一个要执行的微指令的地址。在实验平台中，这些寄存器由特定类型的触发器构建，例如微命令寄存器由两片8D触发器和一片4D触发器组成，而微地址寄存器由三片正沿触发的双D触发器构成。 实验还涉及了对控制存储器的操作，包括编程、校验和运行。这通过一组编程控制开关（KK3、KK4、KK5）实现。例如，要向控制存储器的特定地址写入数据，需要设置相应的开关位置，并通过CON单元和IN单元的开关输入地址和数据。这种手动操作方式便于学生直观地理解和操作控制存储器。 这个实验不仅涵盖了微程序控制器的基本原理，还涉及到实际操作和编程，有助于学生将理论知识与实践相结合，加深对计算机内部运作机制的理解。通过这样的实验，学生可以学习到如何设计和实现微程序，以及如何控制存储器来存储和执行这些微程序，从而更好地掌握计算机组成原理中的关键概念。