
【計】 microprogram control section
decline; profound; tiny
【計】 mic-; micro-
【醫】 micr-; micro-; mikro-; mu
【計】 program controling element
微程式控制部件(Microprogrammed Control Unit)是計算機體系結構中用于管理指令執行時序的核心組件。其工作原理是通過存儲于控制存儲器(Control Store)中的微程式序列,生成協調CPU各部件操作的時序信號。以下從漢英詞典角度解析其關鍵技術特征:
微指令結構
微程式由微指令(Microinstruction)構成,每條微指令包含控制字段(Control Field)和地址字段(Address Field)。控制字段通過位編碼激活運算器、寄存器等硬件單元(David A. Patterson,《計算機組成與設計》第5版,Elsevier出版社)。例如,加法操作可能對應"ALUop=001"的微指令編碼。
兩級控制架構
與傳統硬布線控制器不同,微程式控制采用"機器指令-微指令"雙層解釋機制。上層機器指令被翻譯為微程式入口地址,下層微指令序列控制數據通路(Andrew S. Tanenbaum,《結構化計算機組織》第6章,Pearson Education)。
可編程特性優勢
控制存儲器使用可擦寫ROM(如EPROM),允許通過更新微程式修改指令集。這種設計顯著提升系統靈活性,X86架構早期處理器曾廣泛采用該技術(John L. Hennessy,《計算機體系結構:量化研究方法》附錄B,Morgan Kaufmann)。
時序生成機制
每個時鐘周期執行一條微指令,通過狀态機(Sequencer)自動跳轉下條微指令地址。典型時序包含取指、譯碼、執行三個階段,需3-5個微指令周期完成單條機器指令(M. Morris Mano,《數字邏輯與計算機設計》控制單元設計章節,Prentice Hall)。
微程式控制部件是計算機中用于生成和執行微程式的核心控制模塊,其核心功能是将機器指令轉換為由微指令組成的控制信號序列,從而協調各硬件部件的操作。以下是其核心組成和概念的詳細解釋:
微程式
微指令
微命令與微操作
控制存儲器(CM)
微指令寄存器(μIR)
地址轉移邏輯
譯碼器
微程式控制部件通過存儲邏輯(微程式)替代傳統組合邏輯電路,實現了指令執行的标準化和模塊化,是複雜指令集(CISC)架構的核心設計之一。
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