在计算机的微体系结构中，没有一般通用的设计方式。所以，这里用JVM ( java虚拟机，Java Virtual Machine）
指令系统层的子集作为例子。
使用微体系结构Mic-1。
1.
微程序中的有一组变量，称之为计算机的
状态
（state），所有的函数都可以访问这些变量。比如：程序计数器（PC）就是状态的一部分，它将指示下一个要执行的函数。在每条指令执行过程中，PC都会指向下一条要执行的指令。
2.数据通路
①如图所示的是CPU的一部分，叫做数据通路。
②大多数寄存器可以通过B总线传送其内容，而ALU通过C总线将内容输出到寄存器中。A总线将内容从寄存器H输出到ALU中。
③图中的ALU由6位控制信号决定。分别是决定ALU操作的F0和F1，输入A和B的ENA和ENB，转换左输入的INVA，最低位进位的INC。这几种控制信号的不同搭配，来实现以下功能↓
④ALU的两个输出：左输入（A）、右输入（B）。左输入连接寄存器H，右输入连接总线B。
⑤这些寄存器下方的黑箭头表示用C总线写入寄存器的控制信号，白箭头表示把寄存器内容写入B总线的控制信号。
3.数据通路的时序
通过计算机的主振始终，得到每个周期开始时候的短脉冲。
总结起来分为四个步骤：
①在脉冲的下沿，驱动各个门电路的信号开始简历，建立时间有限且已知，记作
△w。
②然后，需要传送数据的寄存器被选中，开始驱动B总线，等到数值稳定，需要时间△X。
③ALU在一段时间内进行计算，所需时间为△y。
④得出的结果将沿着C总线传送到寄存器，在时钟信号的脉冲上升之前完成，所需时间△z。
*：△z之后的时间片是为系统误差预留的空间。因为时序有可能不那么精确。
*：这是个子周期都是有隐含的边界的。
*：这仅仅是一个数据通路的周期，内存访问的周期与此不同。
4.内存操作
①CPU通过两种不同的方式和内存通讯：32位按字寻址的端口、8位按字节寻址的端口。
②32位的端口是由MAR和MDR控制的。
③8位端口是由PC控制的，它把字节存入MBR的低8位。且这个端口只能读不能写。
④由于寻址的方式不同，所给的寄存器不同，操作将不同。如：将2放入PC中，加上使能信号，然后执行读内存的第二个字节的值，存放在MBR的低8位中。而将2放入MAR中，加上使能信号，可执行读内存的字节8~11（即第2个字），再放入MDR中。
这两者的区别是他们的功能所决定的。
5.微指令
①在图中的数据通路之中。我们一共需要29个控制信号。分为5组。
9个用于将C总线的数据写入寄存器的控制信号
9个输出到B总线的寄存器的势能信号
8个控制ALU和移位器功能的信号
2个通过MAR/MDR指示内存读写的信号
1个通过PC/MBR指示内存取数的信号
②通过这29个信号的值，便可以定义一个数据通路的周期的操作。
③我们通过9+4+8+2+1=24个控制信号来控制数据通路，而这24只控制了一个周期的数据通路。控制信号的第二部分就需要决定下一个周期的操作。
④图中的格式包括24位控制信号和2个附加字段：NEXT_ADDRESS和JAM。总共分为6组，然后给出组名相应解释如下。
Addr：下一条可能执行的微指令的地址
JAM：决定如何选择下一条微指令
ALU：ALU和移位器的操作
C：选择C总线的数据将要写入的寄存器
Mem：内存操作
B：选择B总线的数据来源
*：这是可用的一种微指令格式，来控制数据总线的一个周期。
6.定序器（sequencer）
①定序器用于负责按照步骤执行一条ISA指令的部件。
②在每个周期，定序器需要生成下面两类信息：
a.系统中每个控制信号的状态
b.下一条要执行的微指令地址
7.微体系结构Mic-1
①这张图虽然看起来复杂，但值得认真研究来懂得微指令体系。图中整体分为两个半部分：左面的数据通路和右面的控制部分。其中，数据通路在上上上上张图已经讨论过了。
②最大块的灰色方框是控制存储器，只用于保存微指令而非ISA指令。包括512个字，每个字一条36位的微指令。
③主存中的命令是按照其地址顺序执行的（除非遇到跳转命令），而微指令是链式存储（即每条微指令都明确之处它的下一条微指令）。
④控制存储器的 内存数据寄存器 称为
微指令寄存器（MicroInstruction Register,MIR ）
，在图中的右边有出现，它的功能是保存当前的微指令，这条微指令将驱动控制信号来操作数据通路。
⑤控制存储器中保存的 Addr信号组 和 J信号组（用于JAM），控制下一个微指令地址的选择。
⑥把ALU的状态保存在N和Z中可以保证计算MPC时使用正确而且稳定的值。
⑦对照着“数据通路的时序”那图，操作顺序如下：
1）从MPC所指的控制存储器位置读出微指令加载至MIR。对应时间
△w。
2）一旦微指令在MIR中简历，各个不同信号就开始在数据通路中传送了，某个或某些寄存器就把值放在B总线上，对应△X。
3）在△y中，ALU、N、Z 和 移位器的工作都在这一段时间内完成 且 输出都稳定了。
4）在△z中，移位器的输出通过C中线倒带寄存器。
*：最后，每条下一条微指令的地址都是在上一条微指令的后面已经指出了的。
*：在MIR加载稳定了之后，下条微指令的地址计算就开始了。首先，9位的NEXT_ADDRESS字段拷贝到MPC中。拷贝同时检查JAM字段，如果值为000，则什么都不做。而不为000，则在拷贝完成后，MPC就指向下一条微指令。
⑧看微指令图：
*：Addr就是NEXT_ADDRESS，所说的都是下一条地址。
1）如果JAM中，所有字段都是0，则不做任何事。下一条将要执行的微指令的地址就是当前微指令的NEXT_ADDRESS字段中的9位数。
2）如果JAM中，JAMN为1，则N触发器将和MPC最高位执行或操作。
3）如果JAM中，JAMZ为1，则Z触发器将和MPC最高位执行或操作。
4）如果JAM中，JAMZ和JAMN都为1，则N、Z和MPC最高位都进行或操作。这个过程用逻辑表达式为：
（MPC中就是存储的NEXT_ADDRESS字段）
*：使用N、Z触发器是因为在时钟的上升沿之后（这时时钟处于高电平），B总线不再被驱动，ALU的输出可能不正确。因此把ALU的状态保存在N和Z 可以保证计算MPC时使用正确而且稳定的值。
5）如果JAM中，第3位JMPC为1，那么MBR中的8位将和当前微指令的NEXT_ADDRESS字段的低8位按位进行或操作。计算结果送入MPC。
6）如果JAM中，JMPC为0，那么直接将NEXT_ADDRESS送给MPC。
7）如果NEXT_ADDRESS的最高位已经是1，那么使用JAMN和JAMZ没有意义。
*：这种把MBR和NEXT_ADDRESS相或的操作 适用于 有效的实现 跳转（jump）。典型的用法是这样的，MBR包涵一个操作码，这样使用JMPC就可以根据操作码选择下一条要执行的微指令。
写在最后：当然，图中的有一些东西我们没有解释。比如：SP、LV等等，这些我们这里暂时理解成普通寄存器。之后我们会更加详细地讨论的。