Мікропрограмування — це метод систематичної реалізації блоку керування комп’ютером. У двох словах, це процес створення мікрокоду для мікропроцесора.
Мікрокод — це допоміжний код, який визначає, як мікропроцесор повинен діяти, коли він виконує команди машинної мови, і мікрокод іноді називають мікропрограмою, коли він використовується в певній операції.
Мікропрограмований блок керування, з іншого боку, зберігає двійкові значення керування як слова в пам’яті.
Ключові винесення
- У горизонтальному мікропрограмуванні кожен керуючий сигнал відповідає позиції біта в керуючому слові, тоді як у вертикальному мікропрограмуванні кожен керуючий сигнал відповідає рядку в контрольному сховищі.
- Горизонтальне мікропрограмування є більш гнучким, ніж вертикальне мікропрограмування, оскільки зміни можна зробити легше, змінивши керуюче слово. Навпаки, вертикальне мікропрограмування вимагає змін у всьому рядку в сховищі елементів управління.
- Вертикальне мікропрограмування є швидшим, ніж горизонтальне мікропрограмування, оскільки керуючі сигнали можуть бути доступні паралельно, тоді як у горизонтальному мікропрограмуванні доступ до сигналів повинен здійснюватися послідовно.
Горизонтальне мікропрограмування проти вертикального мікропрограмування
У мікропрограмуванні горизонтальне мікропрограмування використовує широкий формат мікрокоманд з одним бітом на керуючий сигнал, що забезпечує більшу гнучкість і швидкість. Вертикальне мікропрограмування використовує вузький формат мікрокоманд, який вимагає декодування, є повільнішим, але потребує менше місця в пам’яті.
Керуючі сигнали в горизонтальному мікропрограмованому блоці керування представлені в декодованому двійковому форматі.
Кожен біт у горизонтальному мікропрограмуванні пов’язаний з єдиною контрольною точкою, демонструючи, що відповідна мікрооперація має бути виконана.
Оскільки кожна мікрокоманда може керувати декількома ресурсами одночасно, це може потенційно покращити використання обладнання, одночасно зменшуючи кількість мікрокоманд, необхідних для мікропрограми.
Сигнали керування у вертикальному мікропрограмованому блоці керування закодовані у двійковому форматі. Кожна мікрооперація має свій код, який декодер перетворює в окремі керуючі сигнали.
Поля мікрокоманд використовуються повністю, оскільки визначено лише мікрооперацію, яку потрібно виконати. Крім того, вертикальні мікропрограми легше написати, ніж горизонтальні мікропрограми.
Таблиця порівняння
| Параметри порівняння | Горизонтальне мікропрограмування | Вертикальне мікропрограмування |
|---|---|---|
| Ступінь паралельності | вищий ступінь паралелізму | низький ступінь паралелізму |
| гнучкий | Він менш гнучкий | Він більш гнучкий |
| кодування | Він менше використовує кодування ROM, ніж вертикальне мікропрограмування | Він більше використовує кодування ROM |
| Додаткове обладнання | Додаткове обладнання не потрібно | Додаткове обладнання у вигляді декодерів |
| Послідовність | Він використовує горизонтальні мікроінструкції | Він використовує вертикальні мікроінструкції |
Що таке горизонтальне мікропрограмування?
У горизонтально мікропрограмованому блоці керування керуючі сигнали відображаються в декодованому двійковому форматі, тобто 1but/CS там 'n' керуючих сигналів потребують n але кодування.
Кожен біт у горизонтальному мікропрограмуванні пов’язаний з окремою контрольною точкою, демонструючи, що має бути виконана відповідна мікрооперація.
Тому що кожна мікроінструкція може керувати багатьма Курорти в той же час, він має потенціал для покращення використання апаратного забезпечення, а також потребує менше мікрокоманд на мікропрограму.
З іншого боку, горизонтальні мікропрограми являють собою набір мікрооперацій, що виконуються одночасно.
Це забезпечує більший паралелізм, використовуючи менше кодування та розділяючи контрольні поля. З іншого боку, розробка мікропрограм, які використовують ресурси оптимально або ефективно, є складним завданням.
Оскільки кожен біт управління не залежить від інших, горизонтальне мікропрограмування надає велику свободу. Оскільки він довший за вертикальні мікроінструкції, він надає більше інформації.
Як і традиційна машинна мова, горизонтальне мікропрограмування використовує послідовний спосіб вираження наступних специфікацій у раціональному програмному забезпеченні.
Кожен біт пов’язаний з одним командним пунктом, вказуючи, що він відповідає відповідній контрольній точці. Буде проведена мікрооперація. Гілки як умовно, так і безумовно. Потім послідовність має бути порушена за допомогою функцій керування.
Що таке вертикальне мікропрограмування?
Сигнали керування визначаються у закодованому двійковому форматі у вертикальних мікропрограмованих блоках керування, а сигнали керування «n» потребують бітового кодування log2n.
Вертикальне мікропрограмування, на відміну від горизонтального мікропрограмування, використовує гнучкий формат і вищий ступінь кодування.
Це зменшує довжину мікрокоманд і запобігає безпосередньому впливу збільшення обсягу пам’яті на довжину мікрокоманд. У більшості випадків кожна вертикальна мікрокоманда представляє одну мікрооперацію.
Вертикальні мікропрограми мають більш високу щільність коду, що сприяє розміру контрольного сховища. Вертикальна мікрокоманда схожа на традиційний стиль машинної мови, який складається лише з однієї операції та кілька операнди.
Написати вертикальні мікропрограми легше, ніж горизонтальні мікропрограми. Вертикальна мікроінструкція нагадує класична машинна мова, яка має лише одну дію та декілька операндів.
Як наслідок, мікропрограмування легко реалізувати. Він складається з чотирьох-шести полів, кожне з яких вимагає від 16 до 32 бітів на інструкцію.
Вертикальні мікропрограми мають більш високу насиченість коду, що покращує ємність сховища керування. Вертикальна мікроінструкція схожа на традиційний стиль машинної мови, який складається лише з однієї функції та кількох елементів обробки.
Кожна вертикальна мікрокоманда визначає конкретну мікрооперацію з операндами, що вказують джерело даних і приймач.
Основна відмінність між горизонтальним мікропрограмуванням і вертикальним мікропрограмуванням
- Горизонтальне мікропрограмування забезпечує вищий ступінь паралелізму; якщо ступінь дорівнює n, то одночасно ввімкнено n керуючих сигналів. З іншого боку, горизонтальне мікропрограмування допускає низький ступінь паралелізму; якщо ступінь дорівнює 0 або 1, то одночасно вмикається лише один керуючий сигнал.
- Горизонтальне мікропрограмування є менш гнучким, ніж блок керування вертикальним мікропрограмуванням.
- Горизонтальне мікропрограмування менше використовує кодування RaoM, тоді як вертикальне мікропрограмування використовує більше кодування ПЗП, щоб зменшити довжину контрольного слова.
- Для горизонтального мікропрограмування не потрібне додаткове обладнання, але у вертикальному мікропрограмуванні додаткове обладнання є у вигляді декодерів, які необхідні для генерації керуючих сигналів.
- Горизонтальне мікропрограмування використовує горизонтальну мікрокоманду, у якій кожен біт у полі керування пов’язаний із лінією керування. З іншого боку, вертикальне мікропрограмування використовує вертикальну мікрокоманду, у якій кожній дії присвоюється код, який потім перетворюється в окремі керуючі сигнали декодерами.
Останнє оновлення: 11 червня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Сандіп Бхандарі отримав ступінь бакалавра комп’ютерної техніки в Університеті Тапар (2006). Має 20 років досвіду роботи в технологічній сфері. Він має великий інтерес до різних технічних галузей, включаючи системи баз даних, комп'ютерні мережі та програмування. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
Пояснення горизонтального мікропрограмування та вертикального мікропрограмування чудово проливають світло на їхні відповідні атрибути та механізми. Особливо варто відзначити дискусію про ступінь паралелізму.
Детальне пояснення горизонтального мікропрограмування та вертикального мікропрограмування пропонує вичерпний огляд їхніх характеристик та операційних відмінностей. Це може бути дуже корисним для тих, хто вивчає архітектуру комп’ютера.
Мікропрограмування є важливим аспектом структури блоку керування комп’ютера. Пояснення горизонтального мікропрограмування та вертикального мікропрограмування дає чітке розуміння їхніх відмінностей.
Порівняльна таблиця дуже корисна для ілюстрації відмінностей між горизонтальним і вертикальним мікропрограмуванням. Аналіз таких параметрів, як гнучкість, кодування та додаткове обладнання, досить ретельний.
Це складна, але дуже інформативна стаття про мікропрограмування. Він глибоко заглиблюється в відмінності між горизонтальним і вертикальним мікропрограмуванням і наповнений технічними деталями.
Ключові висновки з цієї статті дають цінне розуміння нюансів між горизонтальним і вертикальним мікропрограмуванням, особливо коли йдеться про ступінь паралелізму та кодування.
Поглиблені описи горизонтального мікропрограмування та вертикального мікропрограмування надзвичайно прояснюють. Обидва методи мають свої явні переваги та складності, які влучно пояснюються.
Детальне обговорення основних відмінностей між горизонтальним і вертикальним мікропрограмуванням є повчальним. Кожен пункт розроблено з точністю, що полегшує розуміння відмінностей між двома методами.