Microprogrammering is een methode om de besturingseenheid van een computer systematisch te implementeren. In een notendop, het is het proces van het creëren van een microcode voor een microprocessor.
Microcode is een ondergeschikte code die dicteert hoe een microprocessor moet handelen wanneer deze instructies in machinetaal uitvoert, en microcode wordt soms microprogramma genoemd wanneer deze wordt gebruikt in een specifieke bewerking.
Een microgeprogrammeerde besturingseenheid daarentegen slaat binaire besturingswaarden als woorden op in het geheugen.
Key Takeaways
- Bij horizontale microprogrammering komt elk besturingssignaal overeen met een bitpositie in het besturingswoord, terwijl bij verticale microprogrammering elk besturingssignaal overeenkomt met een rij in een besturingsgeheugen.
- Horizontale microprogrammering is flexibeler dan verticale microprogrammering, omdat wijzigingen gemakkelijker kunnen worden aangebracht door het stuurwoord te wijzigen. Daarentegen vereist verticale microprogrammering wijzigingen in de hele rij in het besturingsgeheugen.
- Verticale microprogrammering is sneller dan horizontale microprogrammering, aangezien de besturingssignalen parallel toegankelijk zijn, terwijl bij horizontale microprogrammering de signalen opeenvolgend moeten worden benaderd.
Horizontale microprogrammering versus verticale microprogrammering
Bij microprogrammering gebruikt horizontale microprogrammering een breed micro-instructieformaat met één bit per besturingssignaal, wat meer flexibiliteit en snelheid biedt. Verticale microprogrammering gebruikt een smal micro-instructieformaat dat decodering vereist, langzamer is maar minder geheugenruimte nodig heeft.
De besturingssignalen in een horizontale microgeprogrammeerde besturingseenheid worden weergegeven in gedecodeerd binair formaat.
Elke bit in horizontale microprogrammering is gerelateerd aan een enkel controlepunt, waaruit blijkt dat de betreffende microbewerking moet worden uitgevoerd.
Omdat elke micro-instructie meerdere bronnen tegelijk kan aansturen, kan het hardwaregebruik mogelijk worden verbeterd terwijl het aantal micro-instructies dat nodig is per microprogramma wordt verminderd.
De besturingssignalen in een verticale microgeprogrammeerde besturingseenheid zijn gecodeerd in binair formaat. Elke microbewerking heeft zijn code, die de decoder vertaalt in verschillende besturingssignalen.
De micro-instructievelden worden volledig benut omdat alleen de uit te voeren micro-operatie is gedefinieerd. Bovendien zijn verticale microprogramma's eenvoudiger te schrijven dan horizontale microprogramma's.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | Horizontale microprogrammering | Verticale microprogrammering |
|---|---|---|
| Mate van parallellisme | een hogere mate van parallelliteit | lage mate van parallelliteit |
| Flexibel | Het is minder flexibel | Het is flexibeler |
| codering | Het maakt minder gebruik van ROM-codering dan Vertical Microprogrammering | Het maakt meer gebruik van ROM-codering |
| Extra hardware | Er is geen extra hardware vereist | Extra hardware is in de vorm van decoders |
| Volgorde | Het maakt gebruik van horizontale micro-instructie | Het maakt gebruik van verticale micro-instructie |
Wat is horizontale microprogrammering?
In de horizontaal microgeprogrammeerde besturingseenheid worden de besturingssignalen weergegeven in het gedecodeerde binaire formaat, dat wil zeggen, 1but/CS, er hebben 'n' besturingssignalen n maar codering nodig.
Elke bit in horizontale microprogrammering is gerelateerd aan een enkelvoudig besturingspunt, wat aantoont dat de relevante microbewerking moet worden uitgevoerd.
Omdat elke micro-instructie er vele kan beheren resorts tegelijkertijd heeft het de potentie om het hardwaregebruik te verbeteren en tegelijkertijd minder micro-instructies per microprogramma te vereisen.
Aan de andere kant vertegenwoordigen horizontale microprogramma's een reeks microbewerkingen die gelijktijdig worden uitgevoerd.
Het zorgt voor meer parallellisme terwijl er minder codering wordt gebruikt en de besturingsvelden worden gescheiden. Aan de andere kant is het ontwikkelen van microprogramma's die hulpbronnen optimaal of efficiënt gebruiken een moeilijke uitdaging.
Omdat elke besturingsbit onafhankelijk is van de andere, biedt horizontale microprogrammering veel vrijheid. Omdat het langer is dan verticale micro-instructies, biedt het meer informatie.
Net als traditionele machinetaal gebruikt horizontale microprogrammering een sequentiële manier om de volgende specificaties in rationele software uit te drukken.
Elk bit is gekoppeld aan een enkele commandopost, wat aangeeft dat het overeenkomt met het relevante controlepunt. Er zal een micro-operatie worden uitgevoerd. Takken die zowel voorwaardelijk als onvoorwaardelijk zijn. De volgorde moet dan worden verbroken met behulp van besturingsfuncties.
Wat is verticale microprogrammering?
Besturingssignalen worden gedefinieerd in gecodeerd binair formaat in verticale microgeprogrammeerde besturingseenheden, en 'n' besturingssignalen vereisen log2n-bitcodering.
Verticale microprogrammering gebruikt, in tegenstelling tot horizontale microprogrammering, een flexibel formaat en een hogere mate van codering.
Het vermindert de lengte van de micro-instructie en voorkomt dat de lengte van de micro-instructie direct wordt beïnvloed door een grotere geheugencapaciteit. In de meeste gevallen vertegenwoordigt elke verticale micro-instructie een enkele microbewerking.
Verticale microprogramma's hebben een hogere codedichtheid, wat de grootte van het besturingsgeheugen ten goede komt. Verticale micro-instructie is vergelijkbaar met de traditionele machinetaalstijl, die uit slechts één bewerking en bestaat enkele operanden.
Het schrijven van verticale microprogramma's is gemakkelijker dan het schrijven van horizontale microprogramma's. Verticale micro-instructie lijkt op klassiek machinetaal, die slechts één actie en een paar operanden heeft.
Als gevolg hiervan is microprogrammering eenvoudig te implementeren. Het bestaat uit vier tot zes velden, die elk 16 tot 32 bits per instructie vereisen.
Verticale microprogramma's hebben een hogere codeverzadiging, wat de capaciteit van het besturingsgeheugen ten goede komt. Verticale micro-instructie is vergelijkbaar met de traditionele machinetaalstijl, die uit slechts één functie en enkele verwerkingselementen bestaat.
Elke verticale micro-instructie definieert een specifieke microbewerking, met operanden die de gegevensbron en de put aangeven.
Belangrijkste verschil tussen horizontale microprogrammering en verticale microprogrammering
- Horizontale microprogrammering zorgt voor een hogere mate van parallelliteit; als de graad n is, zijn er tegelijkertijd n stuursignalen actief. Aan de andere kant zorgt horizontale microprogrammering voor een lage mate van parallellisme; als de graad 0 of 1 is, is er slechts één stuursignaal tegelijk ingeschakeld.
- Horizontale microprogrammering is minder flexibel dan de verticale microprogrammeringsbesturingseenheid.
- Horizontale microprogrammering maakt minder gebruik van RaoM-codering, terwijl verticale microprogrammering meer van ROM-codering maakt om de lengte van het besturingswoord te verkleinen.
- Er is geen extra hardware vereist voor horizontale microprogrammering, maar bij verticale microprogrammering is er extra hardware in de vorm van decoders die nodig zijn om besturingssignalen te genereren.
- Horizontale microprogrammering maakt gebruik van horizontale micro-instructie, waarbij elke bit in het besturingsveld wordt geassocieerd met een besturingslijn. Aan de andere kant maakt verticale microprogrammering gebruik van verticale micro-instructie, waarbij aan elke actie een code wordt toegewezen, die vervolgens door decoders wordt vertaald in individuele besturingssignalen.
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Sandeep Bhandari heeft een Bachelor of Engineering in Computers van Thapar University (2006). Hij heeft 20 jaar ervaring op het gebied van technologie. Hij heeft een grote interesse in verschillende technische gebieden, waaronder databasesystemen, computernetwerken en programmeren. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
De verklaringen van horizontale microprogrammering en verticale microprogrammering zijn uitstekend in het werpen van licht op hun respectieve eigenschappen en mechanismen. Bijzonder opmerkelijk is de discussie over de mate van parallellisme.
De gedetailleerde uitleg van horizontale microprogrammering en verticale microprogrammering biedt een uitgebreid overzicht van hun kenmerken en operationele verschillen. Het kan zeer nuttig zijn voor degenen die computerarchitectuur studeren.
Microprogrammering is een essentieel aspect van de manier waarop de besturingseenheid van een computer is gestructureerd. De uitleg van horizontale microprogrammering en verticale microprogrammering geeft een duidelijk inzicht in hun verschillen.
De vergelijkingstabel is zeer nuttig bij het illustreren van de verschillen tussen horizontale en verticale microprogrammering. De analyse van parameters zoals flexibiliteit, codering en aanvullende hardware is behoorlijk grondig.
Dit is een complex maar zeer informatief artikel over microprogrammering. Het gaat diep in op de verschillen tussen horizontale en verticale microprogrammering en zit boordevol technische details.
De belangrijkste conclusies uit dit artikel bieden waardevol inzicht in de nuances tussen horizontale en verticale microprogrammering, vooral als het gaat om de mate van parallellisme en codering.
De diepgaande beschrijvingen van horizontale microprogrammering en verticale microprogrammering zijn enorm verhelderend. Beide methoden hebben hun specifieke voordelen en complexiteiten, die treffend worden uitgelegd.
De gedetailleerde discussie over de belangrijkste verschillen tussen horizontale en verticale microprogrammering is verhelderend. Elk punt wordt nauwkeurig uitgewerkt, waardoor het gemakkelijker wordt om de verschillen tussen de twee methoden te begrijpen.