TEC-2说明 - 图文(7)

2019-08-30 16:29

D11~D0/RLDCP/FULL微堆桟指针?SP装数减量保持R为零/CC/CCENI3~I0命令译码器清零选择/PL /MAP /VECT寄存器/计数器R / C出栈/入栈保持/清零零检测5字* 12位微堆桟F微程序计数器?PC 增量CI器D R F ?PC多路选择器Y11~Y0/OE 图 1.5.1 AM2910的结构图

受到条件输入(/CC和/CCEN)的控制。命令15同时受到条件输入和计数器当前值的控制,可以实现3路(F、D、μPC)转移。

现将要用到的2、3、4、8、14、15这6条命令的功能说明如下: 2号命令:无条件转MAP(JMAP)。

3号命令:条件转移。条件测试时,为假顺序执行,为真则按下地址D转移。 4号命令:进栈并条件装入计数器(PUSH)。

把下条微指令的地址压入堆栈中,同时若条件测试通过,则把当前微指令地址字段的内容(通常作为循环次数)装入计数器中,然后顺序执行。该命令通常是为建立微程序循环作准备。

8号命令:重复循环(RFCT)。

为了使用这条命令,前面必须有一条命令(通常是4号命令)把循环首地址压入堆栈,把循环次数装入计数器。该命令执行时,先检测计数器的值是否为零,若不为零,则计数器减一,并取微栈顶的内容作为下条微指令的地址(即转循环首地址继续循环),否则,把微堆栈指针减一(即弹出循环地址),顺序执行下条微指令。

14号命令:顺序执行。

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15号命令:3路转移(TWB)

与8号命令类似,在该命令执行之前,前面必须有一命令(如4号命令)已把转移地址压入堆栈,把循环计数值装入计数器。该命令同时受到条件输入和计数器当前值的控制。当计数器不为零时,计数器减一,同时,若条件测试通过,则退栈(即弹出转移地址),并选择μPC作为下条微指令的地址,否则,选择微栈顶作为下条微指令的地址;当计数器为零时,微堆栈指针减一(即退栈),此时,若条件测试通过,则下条微指令的地址来自μPC,否则,来自当前微指令的下地址字段。

在TEC-2机的实现中,已把AM2910的/OE端接地,使其输出Y11~Y0总是有效的(实用Y9~Y0共10位)。并把/CCEN接地,使AM2910的条件判断结果一定取决于/CC。把CI接电源,使μPC+1总是执行的。用/VECT信号把通过水平板上开关给出的10位的微指令的入口地址接通到AM2910的D输入端。

关于/CC条件码的形成,主要是通过微码位SCC和SC来选择判断条件,其具体规定见下表1.5.3。

表1.5.3 /CC条件码的形成

SCC B39 B38 B37 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 SC或 IR10~IR8 SC=0 SC=0 SC=0 SC=0 SC=1 SC=1 SC=1 SC=1 /CC 0 1 /FS1 /FS2 /FS3 /WAIT /C /Z /V /S /INT SCC B39 B38 B37 SC或 IR10~IR8 IR10~IR8=000 IR10~IR8=001 IR10~IR8=010 IR10~IR8=011 IR10~IR8=100 IR10~IR8=101 IR10~IR8=110 IR10~IR8=111 /CC /C /Z /V /S C Z V S 7 表1.5.3中的FSl、FS2和FS3是水平板上的3个功能开关,用于选择TEC-2机执行不同的功能,其具体规定如表1.5.4所示(功能选择):

WAIT是TEC-2处于单步执行时,单步控制线路的等待状态(等待按下STEP微型按键)经控制线路(Gal2)给出的信号。

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表 1.5.4

FS1 FS2 FS3 FS4 × × × 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 执行功能 运算器实验 装入微程序 执行微程序 存储器写(单步) 存储器读(单步) 存储器读(连续) 从0地址连续执行 从指定地址单步执行 从指定地址连续执行 C、Z、V、S或它们的取反值/C、/Z、/V、/S是运算器中的4个状态标志位。当SCC的3位微码为111时,通过条件转移指令的指令寄存器的第10~8位选择它们,以形成条件码/CC的值。

当SC为1时,通过SCC三位编码的2、3、4和5状态选择/C、/Z、/V、/S形成条件码CC的值,用于非条件转移指令的微指令中。

/INT为中断请求信号,低电平有效,在每条指令结束时,判有无中断请求,以确定转中断处理还是执行下一条指令。

/CC条件码的形成是用一片Gal20v8器件实现的,其逻辑表达式见附录4中SCC部分。 TEC-2机只用了AM2910器件的7条命令,且已将/CCEN控制端接地,μPC增1控制信号CI接高电平,故现AM2910已用的命令表可简化为下表1.5.5所示:

3.TEC-2机微程序分析

附录2 给出了TEC-2机的微程序清单。 每条微指令在清单中的内容是:

从左数第一列是每条微指令在控存中的地址,用16进制数给出。

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表 1.5.5 AM2910的命令表

完成功能 CI3~CI0 0初始化 2指令功能分支 3 条件转移 4入栈R/C装数 R/C 内容 R/C 操作 使 能信 号 /PL /MAP /PL /PL /PL /PL /PL /PL /PL 0 D μPC μPC F μPC μPC F D /CCEN /CC高 Y输出 非零 8 R/C非零循环 零 14顺序执行 非零 15三路分支 零 注1:/CC为高,R/C保持

/CC为低,R/C装数

弹出 μPC 弹出 注2:R/C操作栏为空,则保持

堆栈栏为空,则保持

-1 弹出 μPC μPC μPC 弹出 注1 -1 堆栈 清除 压入 Y输出 0 D D μPC F /CC低 堆栈 清除 压入 第二列是本条微指令完成功能的简单说明,包括选用什么条件形成/CC条件码。 第三列是AM2910选定的命令码。

第四列是在本条微指令字的下地址字段B55~B46给出的下地址字段的内容,经常是一个微转移地址。

再接下来给出用16进制表示的56位微码的具体内容。每两位数字表示一片8位的控存芯片中的信息。其字段排列关系已在微指令格式中给出。显而易见,前面说过的第三列和第四列的内容已包含在这56位微码的高14位部分。仅是由于这两个字段的内容对阅读微程序更加重要,才将其再单独表示在第三、四两列。

在最右部分,有些微指令中还有简单注释,表明操作功能选择或该微程序段入口地址所对应的汇编指令内容。

(1)微程序执行过程

假定TEC-2机的功能开关拨在1010的位置,表明要从主存的0地址连续执行程序。 加电后的信号将首先启动装入微码,装入完成的信号,或RESET按键给出的RESET信号将微指令寄存器PLR的B47~B40清零,使CI的四位为0000,得到AM2910的0#命令码,它使AM2910芯片内的R/C与微堆栈清空,并使微地址输出Y11~Y0(TEC-2机仅用Y9~Y0共10

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位)为0,故首先要读出并执行保存在控存0号单元中的微指令,从而开始了微程序的执行过程。

头一条微指令是判FS1所处的状态,它为1(开始已假定),按表规定,是CC为1,故/CC为低,按AM2910的3#命令规定,应转移到地址10H。接下来执行10H地址中的微指令。(0地址中的微指令要实现的IB→PC,IB→AR功能暂不讨论)。

10H中的微指令判FS2,为0,使/CC为高,不满足转移条件,应顺序执行下一条微指令。 11H中的微指令判FS3,为l,则转移到17H。以上3条微指令完成了判定FSl、FS2、FS3开关为101位置,应进入从主存0地址连续执行程序的操作过程。

17H中的微指令完成把0值送入PC的操作。实现的方案是在运算器中执行R5-R5→R5的操作。R5即是PC。该微指令选用14#命令,表明应顺序执行下一条微指令。

18H中的微指令完成PC送地址寄存器,并将PC的内容保存到IP(即R6)中,以备后面可能有相对转移的地址计算之用。下条微指令地址用14#命令产生。

19H完成取指与PC增量的操作。至此,当前指令已取到指令寄存器IR中,并准备好顺序执行指令的指令地址(即PC+1→PC)。下条微指令地址用14#命令产生。

20H选用2#命令,它使AM2910输出的控制信号/MAP为低电平,完成从MAPROM取得当前指令对应的微程序段的入口地址。

MAPROM是由2片8位的ROM芯片组成的微指令地址映射部件,其地址输入是指令寄存器IR中给出的指令操作码,其输出为该条机器指令对应的微程序段的入口地址。指令操作码与相应微程序入口地址的对应关系在附录1 各条指令的操作码及微程序入口地址表格中给出。

接下来的微指令开始执行指令的具体功能。例如,ADD指令将导致进入1CH微指令,完成DR+SR→DR的功能;

而ADC指令将导致进入1EH微指令,完成DR+SR+C→DR的功能;

SUB和SBB指令,将通过20H、22H微指令分别完成DR-SR→DR、DR-SR-C→DR的功能,如此等等。

上述4条指令的例子中,具体完成相应功能的办法,是正确地选择AM2901芯片的3组3位的控制码,和正确选择最低位的进位信号,并使/MIO、REQ、/WE为101,即不执行内存或外设的入/出操作。

上述4条指令的相应微指令的下地址字段均给出A4,微指令下地址的控制码选为3#,即按条件决定是顺序执行还是转移,而判断条件是/CC=0,即一定转移,故下一条微指令的地址为A4H。

A4H微指令的功能是依据有无中断请求,决定是进入中断处理过程,还是顺序执行下一条指令,这是每条机器指令完成后应该执行的一项操作。

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