电子系统设计电设课件五讲.pptx

2.5.3控制器的微程序设计;控制器的微程序设计;控制器的微程序设计;控制器的微程序设计;微程序设计法的一般步骤;第三版例11的MDS图第四版无;确定状态变量，进行状态编码：

根据MDS图确定有几个状态变量

（本例有4个状态?2位状态编码，即2个状态变量Q2、Q1；编码为00、01、10、11）

有几位状态编码就需几个D触发器来作状态寄存器（其输出端分别对应一位现状态编码，其输入端分别对应一位次态编码）;确定所需ROM的容量：

ROM字数=2(输入条件变量数+状态变量数)

(即ROM行数，总的微指令条数)

ROM位数=输出控制变量数+状态变量数

(即ROM列数，本例中一条微指令包括4位输出控制信号和2位次态编码信号)

本例所需ROM容量为：

2(2+2)×(4+2)=16×6;填写ROM的内容（即微指令表）：据MDS图!;画出微程序控制器电路图：;微指令的一般格式;微程序存储器CS(ROM)

存储微指令

微控制器

微程序控制器的控制器

产生内部控制信号

微地址产生器(5输入,1输出)

产生下一条微指令的地址，送给CSAR

微地址寄存器CSAR

作为控制器中具有状态记忆能力的状态寄存器

产生当前微指令的地址，寻址CS，实现状态转移;微命令段编制格式;;微命令段编制格式;三种微命令段编制格式举例;三种微命令段编制格式举例;直接寻址法（三例11及四例11）

直观，直接从微指令的BAF段中寻找“后续地址”/次态编码

ROM的地址变量为：状态变量编码+输入（条件）变量；所以一个状态可能对应多个字（只要至少有一个输入变量）

用D触发器作状态寄存器（CSAR）

优点：由于将状态变量和输入信号直接作为地址，一个状态无论有多少个条件分支转移均可以直接实现

缺点：输入较多或无条件转移时，会造成ROM容量极大浪费;单测试双地址法（四例12）

单测试：每一状态时决定状态转移的测试(条件)变量最多一个

ROM的地址变量为：状态变量编码，

一个状态对应一个字，可大大缩减所占ROM容量

测试变量的编码L作为单独的测试变量段写入ROM的微指令中；同时后续微地址段分为两部分，分别表明当该状态的测试变量为1和0时的后续地址/次态编码(“双地址”)

用D触发器作状态寄存器（CSAR）;四例12的MDS图;状态??码：

4个状态，2位状态编码Q2Q1(00,01,10,11)

用2个DF/F来作状态寄存器（CSAR）

确定ROM的容量：4?9

ROM字数=4（一个状态对应一个字）

ROM位数=4+1+2?2=9（4位输出变量、

1位测试变量编码、2个2位的后续地址/次态编码；

其中测试变量段约定：L=0时表示X1，L=1时表示X2）

填写ROM的内容：;画出微程序控制器电路图：;单测试单地址法（四例13）

将现态的两个次态转移分支在状态编码时，一个编码为现态编码加1（计数），另一个根据具体情况来“任意”编码（置数）

可想到一般用计数器(可加1计数、可置数)作状态寄存器(CSAR)

后续微地址段中存储的“转移地址”就是那个可根据具体情况来通过置数转到、而非加1转到的后续地址/次态编码(“单地址”)

这样，还需增加一标志位（只需1位），来说明该“单地址”是该条微指令当单测试变量为1还是为0时要通过置数转移过去的下一条微指令地址

一般地，ROM的地址变量为：状态变量编码，

一个状态对应一个字；又“单地址”，故可更加缩减ROM容量;四例13的MDS图;状态编码的原则：现状态的两个后续转移状态中，一个的编码必须是现状态编码加1，另一个的编码可任意！;为了利用加法计数器来实现单测试单地址法，需要保证每个有两条条件分支转移的状态的其中一条分支必须是加1转移的。这样在状态编码时就可能需要适当调整MDS图上自然的编码顺序。例如：假设S1?S3或S4（S1编码为001），则可将S3编码为010，S4编码为100，这样从S1的001通过加1计数可转到S3的010，通过置数可转到S4的100；或者同理也可将S3编码为011，S4编码为010。;填写ROM的内容：;;N.B.

四例11请自学！

四例14、四例15不作要求！;画出微程序控制器电路图：;第三版例17的MDS图（不作要求）;第三版例17变化后的MDS图（不作要求）;微地址产生器通用结构(外加CSAR);微地址产生器通用结构的几种工作情况;带定时段的微程序控制器