ITPW

ZPT

1

UKŁADY MIKROPROGRAMOWANE

ITPW

ZPT

2

System cyfrowy - realizacja

UO – z bloków funkcjonalnych

US – automat układ mikroprogramowany

XZ

XP

ZY

Z

D

F

US UO

ITPW

ZPT

3

Format mikroinstrukcji

Format mikroinstrukcji:

MI = <S, B,C, Z>

Pola:

S - sterujące (kod MI)

B - adresowe

C - kontrolne

Z - operacyjne

(mikrorozkaz)

PM

S B C Z

Adres mikroinstrukcji

Mikroinstrukcja

ITPW

ZPT

4

Przykład (str. 139 SUL)

Zaprojektować układ sterujący o następującej liście

mikroinstrukcji:

a) Ai : Z, A' = Ai+1

b) Ai : Z, A' = Aj.

c) Ai : Z, if xc then A' = Ai+1  else A' = Ai,

Ponadto układ ma umożliwiać obsługę podprogramu.

ITPW

ZPT

5

Obsługa podprogramu

A i

A j

A k

A k+1

1

0

x cA :=RS

RS := A i+1xc

Ai+1

podprogram

wejście

powrót

Ai+1

Ai+1

ładuj

ITPW

ZPT

6

Przykład cd.

d) Ai : if xc then A' = Aj, RS:= Ai+1 else A' = Ai+1

– warunkowe wejście do podprogramu (adres Ai+1 powrotu z podprogramu zapamiętany w rejestrze śladu RS);

e) Ai : if xc then A' = RS else A' = Ai+1 – warunkowe wyjście z podprogramu.

ITPW

ZPT

7

Przykład cd.

A i

Z

A i +1

A i

Z

A j

A i +1

Z

A i

x c0

1

a) b) c)

A j

x c x c

A i A i

A i +1 A i +1

RS := A i +1 A' := RSA' = RS

0 0

1 1

d) e)

Adresy:Ai+1

Aj (B)

Ai

RS

ITPW

ZPT

8

Przykład cd. realizacja z rejestrem adresowym

Adresy:Ai+1

Aj (B)

Ai

RS

+1

A

I 0 I 1 I 2 I 3Q

qRS

RA

MUXA

PM

ZC

BS

X

x c

S

Q q vv

x c

M UXWDM I

AND

Zegar(clk)

ITPW

ZPT

9

Przykład cd.

MI s2 s1 s0 xc Q q v R

a 0 0 0 ─ I2 HOLD Z LOAD

b 0 0 1 ─ I0 HOLD Z LOAD

c0 1 0 0

0 1 0 1

I1

I2

HOLDHOLD

ZZ

HOLDLOAD

d0 1 1 0

0 1 1 1

I2

I0

HOLDLOAD

NOPNOP

LOADLOAD

e1 0 0 0

1 0 0 1

I2

I3

HOLD–

NOPNOP

LOADLOAD

+1

A

I 0 I 1 I 2 I 3Q

qRS

RA

MUXA

PM

ZC

BS

X

x c

S

Q q vv

x c

M UXWDM I

a) Przejście bezwarunkowe, Zb) Skok bezwarunkowy, Z

c) Przejście warunkowe, Zd) Warunkowe wejście do podprogramue) Warunkowe wyjście z podprogramu

RA: R = 0 – HOLD; R = 1 – LOAD

R

Modyfikacja - rejestr adresowy z mikrooperacją HOLD

ITPW

ZPT

10

Przykład cd. z licznikiem adresowym

Adresy: Ai+1 count

Ai hold

Aj load

RS load

+1

I 0 I 1Q

L

qRS

LA

M UXA

PM

ZC

BS

X

x cS

L qQ v

v

x c

M UXWDM I

MI s2 s1 s0 xc Q q v L

a 0 0 0 ─ – HOLD Z COUNT

b 0 0 1 ─ I0 HOLD Z LOAD

c0 1 0 0

0 1 0 1––

HOLDHOLD

ZZ

HOLDCOUNT

d0 1 1 0

0 1 1 1

–I0

HOLDLOAD

NOPNOP

COUNTLOAD

e1 0 0 0

1 0 0 1–I1

HOLD–

NOPNOP

COUNTLOAD

a) Przejście bezwarunkowe, Zb) Skok bezwarunkowy, Z

c) Przejście warunkowe, Zd) Warunkowe wejście do podprogramue) Warunkowe wyjście z podprogramu

A A+1

RA