程序指令:WANd (程序指令微程序和微指令之间的关系)

WANd

简介

WANd(Word Addressable Nanocomputer)是一款由 Charles Moore 开发的微处理器。它以其小巧的指令集(仅 20 条指令)而闻名,使其实施变得简单。WANd 的设计理念是将程序指令直接转换为硬件逻辑,从而消除微程序层的需要。

程序指令、微程序和微指令

程序指令是计算机理解并执行的基本操作。它们由诸如加法、减法和比较之类的操作代码组成。微程序是一个存储在ROM中的小程序,它将程序指令翻译成一系列更简单的称为微指令的操作。微处理器使用微程序来分步执行程序指令,称为指令周期。

WANd 中的程序指令

WANd 的程序指令集是经过精心设计的,目的是消除对微程序的需求。每一条指令都对应于一个特定的硬件逻辑单元,这使得可以将指令直接翻译成电信号。WANd 的指令包括:加法减法比较移位分支跳转输入输出

WANd 中的微程序

虽然 WANd 旨在消除微程序,但它仍然使用了一个非常小的微程序来处理中断和异常。此微程序存储在只读存储器(ROM)中,并且在处理器启动期间加载到寄存器中。微程序使用以下步骤执行中断或异常:1. 保存当前处理器的状态。2. 加载适当的中断处理程序的地址。3. 将控制权转移到中断处理程序。4. 一旦中断处理程序完成,恢复处理器的先前状态并返回到主程序。

WANd 中的微指令

WANd 的微指令集非常简单,仅由以下操作组成:设置或清除寄存器标志。加减寄存器值。从内存读写数据。转移到另一条微指令。

WANd 的优点

WANd 设计的优点包括:速度:由于消除了微程序层,WANd 能够非常快速地执行指令。简单性:WANd 的指令集很小,这使得它很容易学习和理解。效率:每一条 WANd 指令都映射到一个特定的硬件逻辑单元,从而最大程度地减少了执行开销。

WANd 的缺点

WANd 设计的缺点包括:灵活性:WANd 的有限指令集使其难以实现某些复杂的算法。可扩展性:WANd 的设计难以扩展到更复杂的处理器。

结论

WANd 是一款独特的微处理器,它将程序指令直接转换为硬件逻辑,从而消除了微程序层的需要。虽然这给了它速度和效率的优势,但它也限制了它的灵活性。尽管如此,WANd 仍然是一个学习计算机体系结构的基本原理和指令执行过程的宝贵工具。

微程序微命令微指令概念区别

微程序是一组微指令的集合;微指令是一个单位时间内出现的一组微操作的描述语句;在微指令的控制字段中,每一位代表一个微命令。一条机器指令对应一个微程序,这个微程序是由若干条微指令构成的。

区别:体系不同程序它以某些程序设计语言编写,运行于某种目标结构体系上。微程序存储在控制存储器CM中,只能读出,不能更改,CM中的所有微程序解释执行整个指令系统中的所有机器指令。

概念不同机器指令:机器指令是CPU能直接识别并执行的指令。微指令:是指在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,描述微操作的语句。表现格式不同机器指令:表现形式是二进制编码。

控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常把这种控制命令叫做微命令。

由计算机提供给用户,完成对计算机基本的操作的命令称之为指令;在微程序控制方式之下,从控制存储器中取出,完成一个或几个微操作的命令称为微指令。

一条指令是由一段微程序完成的。微程序中一般包含多条微指令。指令可以理解为MOVRa,Rb这种汇编指令,当然指令其实是机器语言,汇编语言是更容易理解的。

本文原创来源:电气TV网,欢迎收藏本网址,收藏不迷路哦!

相关阅读

添加新评论