计算机组成原理课件中微程序设计的技术和方法

计算机组成原理课件中的4.4节介绍了微程序设计技术，并提出了缩短微指令字长、减少微程序长度和提高执行速度的问题。针对这些问题，本节将讨论两种微命令的编译方法。 第一种编译方法是直接控制法。在微指令的控制字段中，每一位代表一个微命令。设计微指令时，只需要将控制字段中相应位置设置为1或0来表示发出或不发出该微命令。这种方法的特点是执行速度快，但当微命令数量很多时，微指令字长会变得很长，从而增加了控制存储器的容量。 第二种编译方法是字段直接编译法。该方法将相斥的微命令组成一个字段进行编码，然后通过字段译码器对每组编码进行译码，输出作为操作控制信号。通常每个字段都设有一个编码表示该字段不发出任何微命令。这种方法的特点是能够缩短微指令的字长，但微指令的执行速度稍慢一些。 在字段直接编译法中，字段的长度可以根据需要进行设置。例如，对于一个包含n个字段的微指令结构，每个字段的长度可以分别设置为2、3、4或5位。根据不同的需求，可以选择不同的字段长度，并设置不同的微命令数量。 通过上述两种编译方法，可以解决微程序设计中的三个问题。首先，直接控制法能够快速执行微指令，但会增加微指令字长；而字段直接编译法能够缩短微指令的字长，但稍微降低执行速度。因此，根据具体的需求，可以选择合适的编译方法。 其次，通过编译方法可以减少微程序的长度。采用直接控制法时，每个微命令都需要占据一个位，当微命令数量很多时，微指令字长会变得很长。而字段直接编译法可以将相斥的微命令组合在一起进行编码，从而减少微指令的字长。 最后，通过编译方法可以提高微程序的执行速度。直接控制法能够快速执行微指令，而字段直接编译法稍微降低了执行速度。因此，在微程序设计中，需要根据具体的需求和对执行速度的要求进行选择。 综上所述，微程序设计中的编译方法可以解决缩短微指令字长、减少微程序长度和提高微程序执行速度的问题。在具体应用中，可以根据实际需求选择合适的编译方法，并进行微程序设计。