
【计】 microprogrammed subroutine
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
【计】 programmed control
【化】 program control; programmed control
【经】 program control
【机】 leaven
【经】 routine
微程序控制子例行程序是计算机体系结构中用于实现指令集控制的底层技术机制。该术语对应英文"Microprogrammed Control Subroutine",由三个核心部分构成:1)微程序(Microprogram)指存储在控制存储器中的二进制指令序列;2)控制单元(Control Unit)通过读取微指令生成时序信号;3)子例行程序(Subroutine)表示可重复调用的功能模块。
在冯·诺依曼架构中,该技术通过两级解释机制实现指令执行。主存储器中的机器指令被解码为微程序入口地址,随后控制存储器中的微指令序列通过微周期(Microcycle)驱动数据通路。典型应用包括IBM 360系列计算机的微码控制单元和现代CPU的指令翻译层。
关键技术特征包含:
该技术的演进方向包括:采用EPROM实现现场可编程控制单元(参考《计算机组织与设计》第5版,David Patterson著),以及RISC架构中精简微码层的设计趋势(来源:ACM Computing Surveys)。当前研究热点集中在基于FPGA的动态微程序重配置技术,可提升异构计算系统的灵活性。
“微程序控制子例行程序”是计算机组成原理中的复合概念,需拆解为“微程序控制”和“子例行程序”两部分理解:
微程序控制
指通过微程序(一系列微指令的集合)实现机器指令控制的方式。每条机器指令对应一个微程序,而微程序中的每条微指令负责触发一个或多个微操作(如寄存器传输、算术运算等)。例如,执行加法指令可能需要取指令、计算地址、取操作数、执行加法四个步骤,每个步骤对应一条微指令(参考和)。
子例行程序
在微程序控制架构中,子例行程序指可重复调用的公共微指令序列。例如多个微程序可能需要执行内存访问或中断处理等相同操作,通过子例行程序可避免重复设计,提升效率。其调用机制类似于高级语言中的函数,通过微程序控制器跳转执行(参考)。
综合定义:
微程序控制子例行程序是一种在微程序控制体系中,用于执行通用功能(如I/O操作、异常处理)的独立微指令模块。它被主微程序调用,实现代码复用,从而简化硬件设计复杂度。例如,外部设备数据读写可通过调用统一的子例行程序完成,无需为每条指令单独编写微操作流程。
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