
【计】 microprogram control
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
【计】 programmed control
【化】 program control; programmed control
【经】 program control
微程序控制(Microprogrammed Control)是计算机中央处理器(CPU)中控制单元的一种设计方法,通过存储的微指令序列(microprogram)产生控制信号。其核心原理是将复杂的指令执行过程分解为更基础的微操作(micro-operation),每个微操作对应一组二进制控制码。
从汉英对照角度,该术语可拆解为:
技术特征包含:
在处理器设计领域,该方法广泛应用于CISC架构(如Intel x86系列),而现代RISC芯片更多采用混合控制模式(《计算机体系结构:量化研究方法》第3版)。
微程序控制是一种通过预先编制的微指令序列来实现计算机指令执行的控制方式,其核心思想是将硬件控制逻辑软件化。以下是详细解释:
微程序控制采用类似存储程序的方法,将一条机器指令分解为多个微操作,并将这些微操作对应的控制信号编码为微指令,最终组成微程序。这些微程序存储在控制存储器(CM)中,由计算机设计者预先编写,用户通常无法直接修改。
微指令与微命令
微指令是控制存储器中的一个单元内容,包含操作控制字段(直接产生微命令)和顺序控制字段(决定下一条微指令地址)。每个微指令对应一组微命令,微命令是控制硬件执行基本操作的最小单位(如打开某个电路开关)。
控制存储器(CM)
存放所有微程序,属于CPU的一部分。每条机器指令对应一段微程序,执行时按需调用。
执行流程
① 取机器指令后,根据操作码找到对应的微程序入口地址;
② 从CM中逐条读取微指令,解析微命令并执行;
③ 通过微地址形成电路确定下一条微指令地址(增量方式或断定方式),循环直至微程序执行完毕。
微周期
从CM读取一条微指令并执行所需的时间,是微程序控制的基本时间单位。
一条机器指令对应一个微程序,而微程序由多条微指令组成。例如,执行“加法指令”时,实际是依次执行其微程序中的取数、运算、存结果等微指令。
微程序控制通过“存储逻辑”替代传统硬布线逻辑,实现了控制逻辑的软件化,成为现代CPU设计的核心技术之一。其核心优势在于平衡了硬件效率与系统灵活性。如需进一步了解微指令编码或地址形成方式,可参考来源网页。
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