Управление с микропрограммной логикой

В большинстве современных процессоров управляющие автоматы с микропрограммной логикой используются только совместно с аппаратным управлением. В отличие от аппаратного управления, где управляющие сигналы формируются логическими схемами в зависимости от входных сигналов и состояния автомата в микропрограммной управлении управляющие сигналы хранятся в запоминающем устройстве или памяти микрокоманд.

Схема автомата с микропрограммным управлением:

Набор входных значений U(t), Z(t), q(t) – можно отождествить с адресом управляющей памяти, в которой хранятся выходные сигнала управления V(t) и следующее состояние автомата q(t).

Работа автомата выглядит следующим образом: тактирование автомата осуществляется по синхросигналу

CLK=1 – такт CLK= 0 –пауза

Состояние автомата меняется в паузах и определяется набором значений переменных q(t).

Пусть в такте t регистр адреса микрокоманды РгМК записаны U(t), Z(t), q(t). В регистре микрокоманд находится управляющий сигнал V(t). В паузе перед тактом t+1 в регистре адреса микрокоманды эти значения сохраняются, а из управляющей памяти выбираются сигналы V(t+1). Значения сразу записываются в регистр РгМК при появлении такта CLK=1 , на выходе РгМК формируется сигнал V(t+1), которое инициирует выполнение операции в операционном блоке. И следующее состояние команды q(t+1). *** после этого рабочий цикл повторяется.

Тактовый сигнал CLK воздействует так же на операционный блок, обеспечивая восприятие сигналов управления только в момент такта. Управляющая память может быть как постоянным так и оперативным запоминающим устройством. Если память является оперативным запоминающим устройством, это позволяет загрузить в микропроцессор любую систему команд.

Схема формирования адреса следующей микрокоманды служит для устранения эффекта большой управляющей памяти, она переадресует повторяющиеся адреса микрокоманд в одну ячейку памяти, тем самым сокращая объем управляющей памяти и памяти микрокоманд. По скольжу регистр адреса микрокоманд имеет очень большую разрядность, то и управляющая память получается большой ёмкости. Большая часть микрокоманд исполняются, как правило, последовательно. Это приводит к тому, что группа адресов будет ссылаться на одну и ту же ячейку памяти следующей микрокоманды. Например необходимо проверить содержимое знака регистра

2³=8 – адресов ссылаются на 1 микрокоманду. При этом фактически в формировании адреса участвует только старший бит признака, а остальные могут принимать абсолютно произвольные значения. В этом случае для нашего примера получается, что 2³ = 8 – адресов ссылаются на 1 микрокоманду.

Для устранения эффекта большой УП используют схему формирования адреса МК, которая переадресует повторяющиеся адреса МК в одну ячейку памяти, тем самым, сокращая необходимый объем памяти микрокоманд.

Поиск по сайту: