3.3.1 Горизонтальное микропрограммирование

При горизонтальном микропрограммировании каждому биту операционной части микрокоманды ставится в соответствие определённый управляющий функциональный сигнал, то есть определённая микрооперация. Если бит имеет значение, равное 1, то соответствующая микрооперация выполняется независимо от значений других бит микрокоманды. При таком способе операционная часть микрокоманды содержит m - разрядов, где m - общее число используемых микроопераций. Достоинством горизонтального микропрограммирования является возможность одновременного выполнения в одном такте любого набора из m - микроопераций и простота формирования функциональных сигналов, так как последние могут инициализироваться непосредственно от битовых сигналов из регистра микрокоманд РгМК.

Существенным недостатком горизонтального микропрограммирования является то, что требуется большая длина микрокоманды, поскольку число функциональных сигналов в современных устройствах и системах обработки цифровой информации (процессорах ЦЭВМ) достигает нескольких сотен.

3.3.2 Вертикальное микропрограммирование

При вертикальном микропрограммировании микрооперация определяется не состоянием одного из бит микрокоманды, а двоичным кодом, содержащимся в операционной части микрокоманды (отдельным кодом задаётся и отсутствие микрооперации).

Количество разрядов операционной части микрокоманды:

n_оч=]log₂(m+1)[.

Достоинством вертикального микропрограммирования является небольшая длина микрокоманды. Однако в этом случае требуются сложные дешифраторы для большого количества используемых микроопераций, а главное - в каждой микрокоманде указывается лишь одна микрооперация, что приводит к увеличению длины микропрограмм по сравнению с их длиной при горизонтальном микропрограммировании.

Оптимальные параметры управляющих автоматов с хранимой в памяти логикой достигаются при использовании смешанного микропрограммирования, то есть при сочетании принципов горизонтального и вертикального микропрограммирования.

3.3.3 Смешанное микропрограммирование

При смешанном микропрограммировании множество микроопераций V разбивается на k непересекающихся подмножеств (или полей)

.

Микрооперации внутри каждого из подмножеств кодируются либо горизонтальным, либо вертикальным способом. Таким образом, возможно использование двух видов смешанного микропрограммирования.

3.3.3.1 Вертикально - горизонтальное микропрограммирование

Всё множество микроопераций V разделяется на множество k подмножеств, в каждом из которых объединяют микрооперации, наиболее часто встречающиеся вместе в одном такте. Подмножества стремятся по возможности сделать равномощными, но если это не удаётся, то формат микрокоманды рассчитывается на множество максимальной мощности. Операционная часть микрокоманды (рис.65) состоит из двух частей (полей).

В первом поле, длина которого равна max |V_L|, применён горизонтальный способ микропрограммирования, то есть каждый бит соответствует определённой микрооперации из подмножества V_L, а другое поле, имеющее длину m=]log₂k[, указывает, к какому из k подмножеств принадлежат микрооперации в первом поле микрокоманды.

3.3.3.2 Горизонтально - вертикальное микропрограммирование

В этом случае подмножества V_L представляются горизонтальным способом , а микрооперации внутри каждого из подмножеств - вертикальным способом (рис.66). Для каждого подмножества V_L выделяется отдельное поле в операционной части микрокоманды.

Длина операционной части микрокоманды

,

где m_l - количество микроопераций, представляемых полем l. Микрокоманды такого типа называются микрокомандами с полевой структурой. При таком способе кодирования желательно, чтобы  (пересечение подмножеств микроопераций должно быть пусто) при ij, то есть, чтобы каждая микрооперация встречалась только в одном поле.

При прямом кодировании микрокоманд каждому полю микрокоманды присваиваются фиксированные функции. Косвенное кодирование микрокоманд характеризуется наличием дополнительных полей, содержимое которых модифицирует значение функций основных полей микрокоманды. Таким образом, интерпретация кодов полей, из которых дешифраторами формируются управляющие сигналы, зависит от значений дополнительных полей.

Косвенное кодирование часто используется, так как позволяет уменьшить длину микрокоманды, однако оно нарушает стройность микропрограммного управления, усложняет дешифраторы и приводит к снижению скорости работы из-за потерь времени на дешифрирование дополнительных полей микрокоманды.

По временным характеристикам микрокоманды подразделяются на однофазные и многофазные

В первом случае все микрооперации, указанные в микрокоманде, выполняются одновременно в течение одного такта.

Во втором - такт разбивается на части по фазам (или по микротактам), а указанные в микрокоманде микрооперации выполняются в различные микротакты (фазы такта).