Mikroprogramování je metoda systematické implementace řídicí jednotky počítače. Stručně řečeno, je to proces vytváření mikrokódu pro mikroprocesor.
Mikrokód je vedlejší kód, který určuje, jak by se měl mikroprocesor chovat, když provádí instrukce ve strojovém jazyce, a Mikrokód je někdy označován jako mikroprogram, když je použit v konkrétní operaci.
Mikroprogramovaná řídicí jednotka na druhé straně ukládá binární řídicí hodnoty jako slova do paměti.
Key Takeaways
- Při horizontálním mikroprogramování každý řídicí signál odpovídá pozici bitu v řídicím slově, zatímco ve vertikálním mikroprogramování každý řídicí signál odpovídá řádku v řídicí paměti.
- Horizontální mikroprogramování je flexibilnější než vertikální mikroprogramování, protože změny lze snadněji provádět změnou řídicího slova. Naproti tomu vertikální mikroprogramování vyžaduje změny v celém řádku v úložišti řízení.
- Vertikální mikroprogramování je rychlejší než horizontální mikroprogramování, protože k řídicím signálům lze přistupovat paralelně, zatímco při horizontálním mikroprogramování je nutné k signálům přistupovat postupně.
Horizontální mikroprogramování vs vertikální mikroprogramování
V mikroprogramování využívá horizontální mikroprogramování široký formát mikroinstrukcí s jedním bitem na řídicí signál, což nabízí větší flexibilitu a rychlost. Vertikální mikroprogramování používá úzký formát mikroinstrukcí, který vyžaduje dekódování, je pomalejší, ale vyžaduje méně místa v paměti.
Řídicí signály v horizontální mikroprogramované řídicí jednotce jsou reprezentovány v dekódovaném binárním formátu.
Každý bit v horizontálním mikroprogramování souvisí s jedním řídicím bodem, což ukazuje, že se má provést příslušná mikrooperace.
Protože každá mikroinstrukce může ovládat několik zdrojů současně, může potenciálně zlepšit využití hardwaru a zároveň snížit počet mikroinstrukcí požadovaných na mikroprogram.
Řídicí signály ve vertikální mikroprogramované řídicí jednotce jsou kódovány v binárním formátu. Každá mikrooperace má svůj kód, který dekodér převádí na odlišné řídicí signály.
Mikroinstrukční pole jsou plně využita, protože je definována pouze mikrooperace, která má být provedena. Vertikální mikroprogramy se navíc píší jednodušeji než horizontální mikroprogramy.
Srovnávací tabulka
| Parametry srovnání | Horizontální mikroprogramování | Vertikální mikroprogramování |
|---|---|---|
| Stupeň rovnoběžnosti | vyšší stupeň paralelismu | nízký stupeň paralelismu |
| Pružný | Je méně flexibilní | Je flexibilnější |
| Kódování | Méně využívá kódování ROM než vertikální mikroprogramování | Více využívá kódování ROM |
| Další hardware | Není potřeba žádný další hardware | Další hardware je ve formě dekodérů |
| Sekvence | Využívá horizontální mikroinstrukce | Využívá vertikální mikroinstrukce |
Co je horizontální mikroprogramování?
V horizontálně naprogramované řídicí jednotce Micro jsou řídicí signály zobrazeny v dekódovaném binárním formátu, tj. 1but/CS, přičemž řídicí signály 'n' potřebují n, ale kódování.
Každý bit v horizontálním mikroprogramování souvisí s jediným řídicím bodem, což demonstruje, že má být provedena příslušná mikrooperace.
Protože každá mikroinstrukce dokáže zvládnout mnoho střediska zároveň má potenciál zlepšit využití hardwaru a zároveň vyžaduje méně mikroinstrukcí na mikroprogram.
Na druhé straně horizontální mikroprogramy představují soubor mikrooperací prováděných současně.
Umožňuje větší paralelismus při použití menšího množství kódování a oddělení ovládacích polí. Na druhou stranu vývoj mikroprogramů, které využívají zdroje optimálně nebo efektivně, je obtížná výzva.
Protože každý řídicí bit je nezávislý na ostatních, poskytuje horizontální mikroprogramování velkou svobodu. Protože je delší než vertikální mikroinstrukce, poskytuje více informací.
Stejně jako tradiční strojový jazyk používá horizontální mikroprogramování sekvenční způsob vyjádření dalších specifikací v racionálním softwaru.
Každý bit je spojen s jedním velitelským stanovištěm, což znamená, že odpovídá příslušnému řídicímu bodu. Bude provedena mikrooperace. Větve, které jsou podmíněné i nepodmíněné. Sekvence musí být poté přerušena pomocí ovládacích funkcí.
Co je vertikální mikroprogramování?
Řídicí signály jsou definovány v kódovaném binárním formátu ve vertikálních mikroprogramovaných řídicích jednotkách a řídicí signály 'n' vyžadují kódování bitů log2n.
Vertikální mikroprogramování, na rozdíl od horizontálního mikroprogramování, využívá flexibilní formát a vyšší stupeň kódování.
Zkracuje délku mikroinstrukce a zabraňuje přímému ovlivnění délky mikroinstrukce zvýšenou kapacitou paměti. Ve většině případů každá vertikální mikroinstrukce představuje jednu mikrooperaci.
Vertikální mikroprogramy mají vyšší hustotu kódu, což prospívá velikosti řídicího úložiště. Vertikální mikroinstrukce je podobná tradičnímu stylu strojového jazyka, který se skládá pouze z jedné operace a několik operandy.
Psaní vertikálních mikroprogramů je jednodušší než psaní horizontálních mikroprogramů. Vertikální mikroinstrukce se podobá klasický strojový jazyk, který má pouze jednu akci a několik operandů.
Díky tomu je mikroprogramování snadno proveditelné. Skládá se ze čtyř až šesti polí, z nichž každé vyžaduje 16 až 32 bitů na instrukci.
Vertikální mikroprogramy mají vyšší saturaci kódu, což prospívá kapacitě řídicího úložiště. Vertikální mikroinstrukce je podobná tradičnímu stylu strojového jazyka, který se skládá pouze z jedné funkce a několika prvků zpracování.
Každá vertikální mikroinstrukce definuje specifickou mikrooperaci s operandy označujícími zdroj dat a záchyt.
Hlavní rozdíl mezi horizontálním mikroprogramováním a vertikálním mikroprogramováním
- Horizontální mikroprogramování umožňuje vyšší stupeň paralelismu; pokud je stupeň n, je současně povoleno n řídicích signálů. Na druhou stranu horizontální mikroprogramování umožňuje nízký stupeň paralelismu; je-li stupeň 0 nebo 1, pak je v daném okamžiku povolen pouze jeden řídicí signál.
- Horizontální mikroprogramování je méně flexibilní než vertikální mikroprogramovací řídicí jednotka.
- Horizontální mikroprogramování méně využívá kódování RaoM, zatímco vertikální mikroprogramování více využívá kódování ROM, aby se zkrátila délka řídicího slova.
- Pro horizontální mikroprogramování není vyžadován žádný další hardware, ale ve vertikálním mikroprogramování je další hardware ve formě dekodérů, které jsou vyžadovány pro generování řídicích signálů.
- Horizontální mikroprogramování využívá horizontální mikroinstrukce, ve které je každý bit v řídicím poli spojen s řídicí linií. Na druhé straně Vertikální mikroprogramování využívá vertikální mikroinstrukce, ve kterých je každé akci přiřazen kód, který je pak dekodéry převeden na jednotlivé řídicí signály.
Poslední aktualizace: 11. června 2023
Vynaložil jsem tolik úsilí, abych napsal tento blogový příspěvek, abych vám poskytl hodnotu. Bude to pro mě velmi užitečné, pokud zvážíte sdílení na sociálních sítích nebo se svými přáteli / rodinou. SDÍLENÍ JE ♥️
Sandeep Bhandari získal bakalářský titul v oboru počítačů na Thapar University (2006). Má 20 let zkušeností v oblasti technologií. Má velký zájem o různé technické obory, včetně databázových systémů, počítačových sítí a programování. Více si o něm můžete přečíst na jeho bio stránka.
Vysvětlení horizontálního mikroprogramování a vertikálního mikroprogramování skvěle objasňuje jejich příslušné atributy a mechanismy. Zvláště pozoruhodná je diskuse o míře paralelismu.
Podrobný výklad horizontálního mikroprogramování a vertikálního mikroprogramování nabízí ucelený přehled o jejich vlastnostech a provozních rozdílech. To může být velmi přínosné pro ty, kteří studují počítačovou architekturu.
Mikroprogramování je základním aspektem struktury řídicí jednotky počítače. Vysvětlení horizontálního mikroprogramování a vertikálního mikroprogramování poskytuje jasné pochopení jejich rozdílů.
Srovnávací tabulka je velmi užitečná pro ilustraci rozdílů mezi horizontálním a vertikálním mikroprogramováním. Analýza parametrů, jako je flexibilita, kódování a další hardware, je poměrně důkladná.
Toto je komplexní, ale velmi informativní článek o mikroprogramování. Ponoří se hluboko do rozdílů mezi horizontálním a vertikálním mikroprogramováním a je nabitý technickými detaily.
Klíčové poznatky z tohoto článku poskytují cenný pohled na nuance mezi horizontálním a vertikálním mikroprogramováním, zejména pokud jde o stupeň paralelismu a kódování.
Hloubkové popisy horizontálního mikroprogramování a vertikálního mikroprogramování jsou nesmírně srozumitelné. Obě metody mají své výrazné výhody a složitosti, které jsou výstižně vysvětleny.
Podrobná diskuse o hlavních rozdílech mezi horizontálním a vertikálním mikroprogramováním je poučná. Každý bod je zpracován s přesností, což usnadňuje pochopení rozdílů mezi těmito dvěma metodami.