
【计】 microprogramming technique
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
【计】 programmatics; programming technique
微程序设计技术(Microprogramming Technology)是一种计算机体系结构中的控制单元设计方法,其核心思想是用存储在专用存储器(控制存储器)中的微指令序列来解释和执行机器指令。以下是其详细解释:
微程序(Microprogram)
由一系列微指令(Microinstruction) 组成的程序,每条微指令直接控制CPU内部的数据通路操作(如寄存器传输、ALU运算等)。微程序存储在只读存储器(ROM)或可编程逻辑器件中,称为控制存储器(Control Store)。
工作原理
设计灵活性
修改微程序即可调整指令功能或添加新指令,无需改动硬件电路,适用于复杂指令集(CISC)设计。
简化硬件复杂度
将硬连线控制(Hardwired Control)的多路选择器、状态机等逻辑转化为可编程存储,降低设计难度。
可维护性提升
微程序错误可通过更新控制存储器修复,比物理电路修改更便捷。
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
微程序设计技术 | Microprogramming Technology |
微指令 | Microinstruction |
控制存储器 | Control Store |
微地址生成逻辑 | Micro-address Sequencing Logic |
硬连线控制 | Hardwired Control |
注:由于搜索结果未提供可验证链接,参考文献仅标注来源编号。实际引用时建议补充具体书籍ISBN或论文DOI链接以增强权威性。
微程序设计技术是一种利用软件方法实现硬件控制逻辑的设计方法,以下是详细解释:
由英国剑桥大学教授M.V.Wilkes于1951年提出,通过将机器指令分解为微程序段来实现计算机控制功能。其本质是用规整的存储逻辑替代传统硬接线逻辑,每条机器指令对应一个由微指令序列组成的微程序。
设计方法 | 原理描述 | 特点对比 |
---|---|---|
直接表示法 | 每个二进制位直接对应一个微命令(如"1"表示激活) | 直观但字长冗余 |
编码表示法 | 将互斥的微命令编码为字段,通过译码器生成控制信号 | 缩短字长但增加译码延迟 |
混合表示法 | 结合直接表示与字段编码,平衡字长和灵活性 | 现代主流设计方案 |
优势:
局限:
早期广泛应用于CISC架构处理器(如x86系列),随着RISC架构兴起逐渐被硬布线取代。现代多用于特殊指令扩展或安全模块设计,在FPGA开发中仍有重要应用价值。
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