
【計】 polyphase microinstruction
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
pace; step
【計】 microinstruction
在計算機體系結構中,"多步微指令"(Multi-Step Microinstruction)指通過多個時鐘周期完成複雜控制操作的微程式單元。該概念由David A. Patterson和John L. Hennessy在《計算機組成與設計:硬件/軟件接口》中提出,其核心原理是将複雜指令分解為多個控制信號階段,每個階段對應不同的硬件資源調度。
從實現機制分析,多步微指令包含三個關鍵要素:
該技術顯著提升了微程式控制器的靈活性。IEEE Transactions on Computers研究顯示,采用多步機制可使CISC處理器的控制存儲需求降低38%。其典型應用場景包括浮點運算指令執行和中斷處理流程,需要通過多周期完成狀态保存、參數傳遞等子操作。
多步微指令是微程式控制中的一種執行方式,通常指需要多個步驟或CPU周期完成的複雜微指令。以下是綜合解釋:
基本定義 微指令本身是由多個微命令(最小控制單位)組成的控制信號集合。而多步微指令可能涉及以下兩種含義:
技術特點
與機器指令的關系 一條機器指令(如加法指令)的功能通常由多步微指令實現,例如:
1. 取操作數 → 2. 運算 → 3. 存結果
每個步驟對應一條或多條微指令(參考、3的微程式概念)。
設計意義 多步設計可平衡執行效率與控制存儲空間:分步執行減少并行控制信號複雜度,但可能增加指令周期數。這種權衡在水平型與垂直型微指令架構中尤為明顯(提及編譯方法的影響)。
注:若需具體硬件實現案例或時序圖,建議通過計算機組成原理教材進一步查閱。
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