Языки микропрограммирования

Для детализированного задания микропрограмм используют языки микропро граммирования. Языки микропрограммирования (ЯМП) обеспечивают описали функционирования ВМ в терминах микроопераций.

Если средства языка ориентированы на запись микропрограммы без привязки к конкретным структурам для реализации этой микропрограммы, то такой ЯМП называют языком функционального микропрограммирования, а соответствующие микропрограммы — функциональными микропрограммами [21]. Функциональная микропрограмма используется как исходная форма для описания функциониро-вания ВМ.

В случае когда средства языка нацелены на описание микропрограмм, привя­занных к конкретной реализующей их структуре, ЯМП называют языком струк­турно -функционального микропрограммирования.

В последующих разделах для описания функционирования ВМ будет исполь­зоваться именно язык микропрограммирования, а конкретно вариант ЯМП, пред­ложенный в [25]. Ниже рассматриваются основные средства языка.

Описание слов, шин, регистров

Основным элементом данных, с которым оперирует микропрограмма, является слово.

Описание слова состоит из названия (идентификатора) и разрядного указателя. Идентификатором может быть произвольная последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. Разрядный указатель состоит из номеров старшего и млад­шего разрядов слова, разделенных горизонтальной чертой (дефис). Номер стар­шего разряда записывается слева от черты, а номер младшего — справа. Указатель заключается в круглые скобки. Так, описание слова, представляющего 32-разряд­ный адрес А_исп = а₃₁, а₃₀..., а₀, записывается в виде А_исп(31-0). Разрядный указатель может опускаться, если это не вызывает недоразумений (например, если слово уже было описано раньше).

В структуре вычислительной машины важную роль играют шины. Шиной на­зывается совокупность цепей, используемых для передачи слов. Одна цепь обес­печивает передачу бита информации. Описание шины, как и слова, состоит из иден­тификатора и разрядного указателя. Например, описание 32-разрядной шины адреса имеет вид ША(31-0).

Описание регистра также включает в себя названия регистра и разрядного ука­зателя. Приведем примеры. Так, пусть команда имеет длину 32 бита и состоит и 8-разрядного кода операции, 4-разрядного поля способа адресации и 20-разрядного поля адреса. Тогда описание регистра команды выглядит следующим образом-РК(31-0), а описания его отдельных элементов и соответственно полей команды имеют вид: РК(31-24), РК(23-20), РК(19-0). Вместо номеров разрядов в разрядном указателе можно записывать наименование поля слова. Тогда два первых поля регистра команды могут быть представлены так: РК(КОП), РК(СА).

Описание 32-разрядного регистра РПЗ для хранения чисел с плавающей запятой,где число состоит из трех полей: s (поле знака мантиссы, бит 31), р (поле порядка биты 30-23) и m (поле мантиссы, биты 22-0), задается в виде РПЗ(31 • 30-23•22-0) или PF13(s • р • т). Здесь точка обозначает операцию составления целого слова из его частей.