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欢迎来到计算机组成原理的课堂!今天我们要学习一个非常重要的概念——微程序控制器。微程序控制器是CPU内部的核心组件,它就像一个指挥家,通过读取存储在控制存储器中的微程序,来精确控制CPU的各种操作。
现在让我们深入了解微程序的基本概念。微程序是由一系列微指令按顺序组成的程序。每条微指令都对应CPU在一个时钟周期内需要执行的具体操作,比如数据传输、算术运算或逻辑操作。这些微指令按照预定的顺序执行,就像乐谱中的音符一样,共同完成一个完整的机器指令。
接下来我们看看微程序控制器的内部结构。它主要包含四个核心部件:控制存储器用来存放微程序;微程序计数器指向当前要执行的微指令地址;微指令寄存器保存从控制存储器读出的微指令;地址形成逻辑负责计算下一条微指令的地址。这些部件协同工作,形成一个完整的控制循环。
现在让我们看看微程序控制器是如何工作的。它的工作过程可以分为三个步骤:首先是取微指令,微程序计数器提供地址,从控制存储器中读取微指令;然后是分析微指令,解码微指令的各个字段;最后是执行微指令,向CPU各部件发送控制信号。这三个步骤在每个时钟周期内循环执行,确保CPU按照预定的微程序正确运行。