指令译码器ID的设计原理及其特征分析

指令译码器ID的设计

我们以一种8位微处理器为例，具体说明ID的设计方法。一般来说，ID采用简单的PLA结构较为方便。

为了便于分析，将8位机器指令操作码用ABCDEFGH来表示，A为最高位，H为最低位。

我们设计指令译码有两种不同的入口特征：一种是直接入口，即指令操作码本身就是其微程序入口；另一种是共同入口，即一些类似的指令具有共同的微程序入口，当微程序转到↑（按操作码转移）时，就可以相互区分。

为了设计ID，首先要列出这两种入口的特征方程，然后组成PLA形式的电路。

1、直接入口指令

根据某个实例，把所有直接入口的指令分成5部分：，20及30。

令这些指令组的各自特征为W1，W2，W3，W4和W5。

共有16条指令，其特征：

10→17共有7条指令，其特征：

也有16条指令，其特征：

同样可得：

20对应

30对应

直接入口的译码方程为：

2、共同入口指令

它与上述的译码方法略有不同，先列出有哪些共同入口地址及各自对应的操作指令组，如下表所示。

表中低四位RRRR代表了寄存器0001至1111共15个单元的地址，其特征为：

为了求出共同入口的特征方程，用卡诺图可得：

它们与IDi输出的联系见下表。

注意到ID0，ID4，ID5，和ID7，在共同入口中没有“1”输出项，故它们只决定于直接入口项。

总的ID译码方程如下：

把Pxx及W代入上式，就可以得到IDi的ABCDEFGH“与或”方程，由此很容易组成标准的PLA结构，由它完成指令译码的功能。

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