14022012 Лекция 3
Поскольку регистр адреса микрокоманды имеет большую разрядность, то и управляющая память должна быть большой ёмкости. При этом очевидно, что большая часть микрокоманд исполняется последовательно, несмотря на формирование различных признаков при выполнении команды. Всё это приводит к тому, что группа адресов ссылается на одну и ту же ячейку памяти следующей команды. Сократить объём управляющей памяти можно, если учесть, что для перехода из состояния q(t) в q(t+1) нет необходимости проверять все сигналы U(t) и Z(t).
Например, необходимо проверить содержимое знака регистра, тогда может появиться следующая ситуация.
U |
Z |
q(t) |
q(t+1) |
1000 |
1011 |
0000 |
0001 |
1001 |
1011 |
0000 |
0001 |
1010 |
1011 |
0000 |
0001 |
1011 |
1011 |
0000 |
0001 |
1100 |
1011 |
0000 |
0001 |
1101 |
1011 |
0000 |
0001 |
1110 |
1011 |
0000 |
0001 |
1111 |
1011 |
0000 |
0001 |
Sign=1
23=8 ссылаются на одну и ту же микрокоманду. При этом фактически при формировании адреса участвует только старший бит – бит признака, а остальные могут принимать произвольные значения. Это и есть пример эффекта большой управляющей памяти. Для устранения такого эффекта используют специальную схему Схема формирования адреса следующей микрокоманды (СФАМК). Она переадресует повторяющиеся адреса микрокоманды в одну ячейку памяти, тем самым сокращая память микрокоманд. Сформировать адреса следующей микрокоманды можно несколькими способами:
Принудительное формирование адреса. В микрокоманде есть и операционная часть, и адресная. И адресная часть содержит несколько полей: ТФА (тип формирования адреса), ПФА (поле формирования адреса).
Естественная адресация. В этом случае осуществляется безусловный переход от микрокоманды i к микрокоманде i+1 с помощью счётчика, а это позволяет иметь в микрокоманде только операционную часть.
Способы формирования управляющий функциональный сигналов
Существует горизонтальное микропрограммирование, вертикальное и смешанного типа.
Горизонтальное микропрограммирование
В этом случае каждому разряду операционной части ставится в соответствие определённый управляющий сигнал. Если в разряде стоит единица, то микрооперация подлежит выполнению независимо от значений других разрядов. Длина операционной часть будет равна количеству микроопераций. Главный недостаток: большая длина микрооперации. Главное достоинство: можно одновременно выполнить несколько микрокоманд в одном такте.
Вертикальное микропрограммирование
В этом случае микрооперация описывается двоичным кодом, содержащимся в операционной части микрокоманды. Отдельный код задаёт отсутствие микрооперации. Главное достоинство: короткая микрокоманда. Главный недостаток: требуется сложный дешифратор, в одном такте может быть выполнена только одна микрокоманда.
Смешанное микропрограммирование
Поскольку оба способа имеют достоинства и недостатки, их объединил. Учитывая, что ряд микроопераций нельзя выполнить в одном такте, систему микрокоманд можно разбить на подмножества или поля. Микрооперации внутри одного подмножества кодируются одинаково (либо горизонтальным, либо вертикальным способами). Нужно знать код подмножества (дешифратор должен быть усложнён).
Вывод: микропрограммное управление эффективно применять для обработки сложных и специфичных команд, вероятность исполнения которых невелика.