La microprogrammazione è un metodo per implementare sistematicamente l'unità di controllo di un computer. In poche parole, è il processo di creazione di un microcodice per un microprocessore.
Il microcodice è un codice sussidiario che determina il modo in cui un microprocessore dovrebbe agire quando esegue istruzioni in linguaggio macchina e il microcodice viene talvolta definito microprogramma quando viene utilizzato in un'operazione specifica.
Un'unità di controllo microprogrammata, invece, salva i valori di controllo binari come parole in memoria.
Punti chiave
- Nella microprogrammazione orizzontale, ogni segnale di controllo corrisponde a una posizione di bit nella parola di controllo, mentre nella microprogrammazione verticale, ogni segnale di controllo corrisponde a una riga in una memoria di controllo.
- La microprogrammazione orizzontale è più flessibile della microprogrammazione verticale, poiché le modifiche possono essere apportate più facilmente alterando la parola di controllo. Al contrario, la microprogrammazione verticale richiede modifiche all'intera riga nella memoria di controllo.
- La microprogrammazione verticale è più veloce della microprogrammazione orizzontale, poiché è possibile accedere ai segnali di controllo in parallelo, mentre nella microprogrammazione orizzontale è necessario accedere ai segnali in sequenza.
Microprogrammazione orizzontale vs microprogrammazione verticale
Nella microprogrammazione, la microprogrammazione orizzontale utilizza un ampio formato di microistruzione con un bit per segnale di controllo, offrendo maggiore flessibilità e velocità. La microprogrammazione verticale utilizza un formato di microistruzione ristretto che richiede la decodifica, essendo più lento ma richiedendo meno spazio di memoria.
I segnali di controllo in un'unità di controllo microprogrammata orizzontale sono rappresentati in formato binario decodificato.
Ogni bit nella microprogrammazione orizzontale è correlato a un singolo punto di controllo, manifestando che deve essere eseguita la microoperazione applicabile.
Poiché ogni microistruzione può comandare più risorse contemporaneamente, può potenzialmente migliorare l'utilizzo dell'hardware riducendo al contempo il numero di microistruzioni richieste per microprogramma.
I segnali di controllo in un'unità di controllo microprogrammata verticale sono codificati in formato binario. Ogni micro-operazione ha il suo codice, che il decoder traduce in distinti segnali di controllo.
I campi delle microistruzioni sono completamente utilizzati perché viene definita solo la microoperazione da eseguire. Inoltre, i microprogrammi verticali sono semplici da scrivere rispetto ai microprogrammi orizzontali.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Microprogrammazione orizzontale | Microprogrammazione verticale |
|---|---|---|
| Grado di parallelismo | un maggior grado di parallelismo | basso grado di parallelismo |
| Flessibile | È meno flessibile | È più flessibile |
| Codifica | Fa meno uso della codifica ROM rispetto alla microprogrammazione verticale | Fa più uso della codifica ROM |
| Hardware aggiuntivo | Non è richiesto alcun hardware aggiuntivo | L'hardware aggiuntivo è sotto forma di decodificatori |
| Sequenza | Utilizza microistruzioni orizzontali | Utilizza microistruzioni verticali |
Che cos'è la microprogrammazione orizzontale?
Nell'unità di controllo microprogrammata orizzontalmente, i segnali di controllo sono mostrati nel formato binario decodificato, cioè 1but/CS ci sono 'n' segnali di controllo che necessitano di n but codifica.
Ogni bit nella microprogrammazione orizzontale è correlato a un singolo punto di controllo, a dimostrazione che deve essere eseguita la relativa microoperazione.
Perché ogni microistruzione può gestirne molte località turistiche allo stesso tempo, ha il potenziale per migliorare l'utilizzo dell'hardware richiedendo anche meno microistruzioni per microprogramma.
D'altra parte, i microprogrammi orizzontali rappresentano un insieme di microoperazioni eseguite simultaneamente.
Consente un maggiore parallelismo utilizzando meno codifica e separando i campi di controllo. D'altra parte, lo sviluppo di microprogrammi che utilizzano le risorse in modo ottimale o efficiente è una sfida difficile.
Poiché ciascun bit di controllo è indipendente dagli altri, la microprogrammazione orizzontale offre molta libertà. Poiché è più lunga delle microistruzioni verticali, fornisce più informazioni.
Come il linguaggio macchina tradizionale, la microprogrammazione orizzontale utilizza un modo sequenziale per esprimere le specifiche successive nel software razionale.
Ogni bit è collegato a un singolo posto di comando, indicando che corrisponde al relativo punto di controllo. Verrà eseguita una micro-operazione. Rami che sono sia condizionali che incondizionati. La sequenza deve quindi essere interrotta utilizzando le funzioni di controllo.
Che cos'è la microprogrammazione verticale?
I segnali di controllo sono definiti in formato binario codificato in unità di controllo microprogrammate verticali e i segnali di controllo 'n' richiedono la codifica log2n bit.
La microprogrammazione verticale, al contrario della microprogrammazione orizzontale, utilizza un formato flessibile e un grado di codifica più elevato.
Riduce la lunghezza della microistruzione e impedisce che la lunghezza della microistruzione sia direttamente influenzata dall'aumento della capacità di memoria. Nella maggior parte dei casi, ogni microistruzione verticale rappresenta una singola microoperazione.
I microprogrammi verticali hanno una maggiore densità di codice, il che avvantaggia le dimensioni dell'archivio di controllo. La microistruzione verticale è simile allo stile tradizionale del linguaggio macchina, che consiste in una sola operazione e qualche operandi.
Scrivere microprogrammi verticali è più facile che scrivere microprogrammi orizzontali. La microistruzione verticale assomiglia classico linguaggio macchina, che ha una sola azione e pochi operandi.
Di conseguenza, la microprogrammazione è semplice da implementare. È composto da quattro a sei campi, ciascuno dei quali richiede da 16 a 32 bit per istruzione.
I microprogrammi verticali hanno una maggiore saturazione del codice, il che avvantaggia la capacità dell'archivio di controllo. La microistruzione verticale è simile allo stile tradizionale del linguaggio macchina, che consiste in una sola funzione e pochi elementi di elaborazione.
Ogni microistruzione verticale definisce una specifica microoperazione, con operandi che indicano la sorgente dei dati e il sink.
Principale differenza tra microprogrammazione orizzontale e microprogrammazione verticale
- La microprogrammazione orizzontale consente un grado più elevato di parallelismo; se il grado è n, vengono abilitati contemporaneamente n segnali di controllo. D'altra parte, la microprogrammazione orizzontale consente un basso grado di parallelismo; se il grado è 0 o 1, viene abilitato un solo segnale di controllo alla volta.
- La microprogrammazione orizzontale è meno flessibile dell'unità di controllo di microprogrammazione verticale.
- La microprogrammazione orizzontale utilizza meno la codifica RaoM, mentre la microprogrammazione verticale utilizza maggiormente la codifica ROM per ridurre la lunghezza della parola di controllo.
- Non è richiesto alcun hardware aggiuntivo per la microprogrammazione orizzontale, ma nella microprogrammazione verticale l'hardware aggiuntivo è sotto forma di decodificatori necessari per generare segnali di controllo.
- La microprogrammazione orizzontale utilizza una microistruzione orizzontale, in cui ogni bit nel campo di controllo è associato a una linea di controllo. Dall'altro, la microprogrammazione verticale utilizza microistruzioni verticali, in cui ad ogni azione viene assegnato un codice, che viene poi tradotto in singoli segnali di controllo dai decodificatori.
Ultimo aggiornamento: 11 giugno 2023
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Sandeep Bhandari ha conseguito una laurea in ingegneria informatica presso la Thapar University (2006). Ha 20 anni di esperienza nel campo della tecnologia. Ha un vivo interesse in vari campi tecnici, inclusi i sistemi di database, le reti di computer e la programmazione. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
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