Блок микропрограммного управления
1) структура микрокоманды.
Подобно структуре машинной команд имеющих операционную и адресные части, характерные для машин модели Фон-Неймана, блоки микропрограммного управления данного направления оперируют с микрокомандами, имеющих подобную им структуру, то есть микрокоманда состоит из адресной и операционной части. В зависимости от способа кодирования микроопераций, то есть функциональных управляющих сигналов, различают структуры блоков микропрограммного управления:
а) с горизонтальным кодированием;
б) с вертикальным кодированием;
в) вертикально-горизонтальным кодированием;
г) горизонтально-вертикальным кодированием.
1)Структуры с горизонтальным кодированием (см.рис. 4.1.)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.1. Схема горизонтального кодирования микроопераций.
Где каждый разряд операционного поля указывает на наличие 1 или отсутствие 0 микрооперации. Достоинства: возможность одновременного выполнения микроопераций в одном такте. Недостаток: большая разрядность микрокоманд.
2)Вертикальное кодирование (см. рис. 4.2.)
Операционное поле представляет двоичный код микрокоманды.
При количестве m разрядов общее число микроопераций =2m.
недостаток- возможно выполнение только одной микрооперации в такте
Рис. 4.2. Схема вертикального кодирования микроопераций.
3)Горизонтально-вертикальное кодирование(гибрид двух способов). (см. рис. 4.3.)
Рис.4.3. Схема горизонтально- вертикального кодирования микроопераций.
При данном способе кодирования операционная часть микрокоманды разбивается на несколько полей, каждое из которых обычно управляет однородными узлами в процессоре. Например, в поле микроопераций АЛУ кодируются арифметические действия над операндами а их местонахождения кодируются адресами операционных регистров в соответствующих полях микрокоманды.
Для анализа состояния узлов в процессоре отводят поля переходов, по кодам которых происходит аппаратная проверка того или иного флага или триггера в процессоре и в зависимости от его нулевого или единичного состояния формируется сигнал установки разряда адреса следующей микрокоманды.
4)Вертикально-горизонтальный способ кодирования. (см .рис. 4.4.)
Принцип данного способа заключается в том, операционное поле микрокоманды разбивается на две части.
В первой каждый разряд фиксирует наличие или отсутствие микрооперации, подобно как это делается при горизонтальном методе, в группе микроопераций, номер или код которой указывается во второй части операционного поля микрокоманды.
Такой способ хоть и позволяет сократить длину микрокоманды, но требует тщательного анализа и большой подготовительной работы при проектировании блока микропрограммного управления, так как необходимо выбрать не только оптимальное число групп, но и сформировать их по возможности равномощными. Сложность реализации блока управления при таком кодировании еще и в том, что каждая микрокоманда имеет ограниченные возможности воздействия на количество функциональных узлов в процессоре, в противном случае пришлось бы увеличить длину первой части операционного поля микрокоманды, чтобы охватить управлением как можно большее число узлов в процессоре. А это проще реализовать при горизонтально-вертикальном кодировании, когда в составе одной микрокоманды не одно поле, а группа полей и управлению подвергаются все узлы в процессоре таким образом увеличивая степень параллелизма на уровне выполнения команды.
Способ же вертикально-горизонтального кодирования ,как напрашивается вывод, применяется в системах с малым количеством объектов управления или в которых происходит последовательная активизация узлов, функционирующих по принципу временного разделения с передачей промежуточных результатов из одного в другой,
Рис. 4. 4. Схема
вертикально- горизонтального кодирования
микроопераций.