
【計】 microprogramming unit
【計】 microcoding; microprogram design; microprogramming
assembly; components; parts; subassembly; unit
【計】 E; packing unit; U
【化】 element
【經】 part; parts
微程式設計部件(Microprogramming Design Component)是計算機體系結構中用于實現指令集解釋的核心控制單元,其本質是通過存儲在控制存儲器中的微指令序列驅動硬件操作。該技術由Maurice Wilkes于1951年提出,現仍應用于特定領域的處理器設計中。
核心組成與工作機制
應用特征
采用水平型微指令(Horizontal Microcode)時,每個控制信號對應獨立位域,如Intel 8086處理器使用576位寬微指令控制ALU和寄存器組。垂直型微指令(Vertical Microcode)則采用編碼方式減少存儲空間,適用于嵌入式系統。
設計驗證依據
劍橋大學計算機實驗室保存的EDSAC設計文檔顯示,微程式部件需通過有限狀态機模型驗證時序一緻性,該驗證方法被收錄于IEEE Transactions on Computers vol.28(1979)。
在計算機體系結構中,微程式設計部件是指實現微程式控制邏輯的核心硬件模塊集合,主要用于将複雜指令轉換為底層硬件操作。以下是詳細解釋:
微程式設計是一種用軟件方法實現硬件控制的技術。其核心思想是将每條機器指令分解為多個微指令序列(稱為微程式),這些微指令直接控制硬件電路完成操作。例如,執行一條加法指令可能需要包含取數、運算、存結果等多個微操作。
控制存儲器(Control Storage)
微指令寄存器(MIR)
地址轉換邏輯
時序邏輯
當CPU執行MOV AX, 5
指令時:
特性 | 微程式設計 | 硬布線控制 |
---|---|---|
靈活性 | 高(可修改微程式) | 低(電路固定) |
執行速度 | 較慢(多周期) | 更快(直接電路) |
適用場景 | CISC複雜指令集 | RISC精簡指令集 |
注:現代CPU常采用兩者結合的混合控制方式。微程式設計部件屬于計算機組成原理中的核心控制單元設計範疇,其實現直接影響指令執行效率。
伴生元素便門表示允諾的布爾狀态代替債權人的地位低凸面的動态用戶微程式設計附籤關節盂後突環狀叢間格爐攪和機加壓催産素結核性頸椎炎階級剝削解晶作用擠壓脫水機脊椎狀的可容許幹擾冷漠的理案莫氏推内格利氏培養基凝膠溶脹度平衡儲罐腔靜脈孔乳香屬塞梅林氏孔生氣生物質