La REALIZZAZIONE CABLATA si contrappone ad un'altra filosofia di progetto, quella MICROPROGRAMMATA.

Abbiamo visto che l'UnitÓ di Controllo ha un automa di due stati:

per temporizzare il prelievo e l'esecuzione dell'istruzione, serve un GENERATORE DI FASI, che modula opportunamente il segnale di clock. questo Ŕ un esempio di unitÓ di controllo realizzata secondo la logica cablata. In realtÓ, la realizzazione cablata diventa sconveniente con un elevato numero di bit, a causa dei troppi stati da gestire.

Un secondo tipo di realizzazione Ŕ quella MICROPROGRAMMATA. E' chiamata "micro" perchÚ esegue una serie di funzioni elementari in modo ordinato. La microprogrammazione Ŕ stata introdotta da Maurice V. Wilkes negli anni '50.

In sostanza, l'idea Ŕ quella di progettare, nel calcolatore, un microcalcolatore che usi gli stessi ingressi e le stesse uscite della realizzazione cablata. Avremo, quindi, un micro-PC e una memoria ROM contenente il micro-programma. Come funziona:

  1. all'inizio del fetch, il mPC punta alla locazione della ROM da cui inizia la sequenza di m-istruzioni che determina l'esecuzione dei passi per il caricamento.
  2. l'istruzione si trova nell'IR e il codice operativo viene usato per determinare l'indirizzo della m-istruzione per la specifica istruzione (m-routine)
  3. durante la m-routine viene modificato il mPC
  4. al termine dell'istruzione il mPC viene riportato a puntare alla locazione della ROM da cui inizia la m-routine di fetch.

La memoria ROM Ŕ divisa in sezioni, ognuna contenente una m-routine.

  1. m-routine del ciclo di prelievo (fetch). L'ultima istruzione Ŕ un salto alla procedura di referenziamento degli operandi, oppure alla routine di esecuzione.
  2. m-routine per il referenziamento degli operandi. termina con un salto alla m-routine di esecuzione.
  3. inizio del ciclo di esecuzione. termina con un salto alla m-routine specifica dell'istruzione, ad esempio quella per l'AND o per l'ADD. Alla fine di esse c'Ŕ un salto alla prima m-istruzione della m-routine di prelievo.

I modi per organizzare la microprogrammazione sono due: MICROPROGRAMMAZIONE ORIZZONTALE L'inconveniente sta nel fatto di avere parole lunghe e quindi una memoria ROM "pesante" e male utilizzata, con molti zeri e pochi collegamenti. MICROPROGRAMMAZIONE VERTICALE la prima parte della m-istruzione contiene i codici relativi alle funzioni. Ci˛ permette di avere istruzioni pi¨ corte e quindi una ROM meglio organizzata, anche se Ŕ necessario l'uso di un decodificatore per i codici.

A questo punto disegnamo nuovamente lo schema della CU:

  1. la rete logica per m-indirizzo invia un segnale di abilitazione alla lettura
  2. la m-istruzione, il cui m-indirizzo Ŕ nel m-PC viene posta nel registro di buffer
  3. dal registro di buffer vengono generati i segnali di controllo per moduli operativi (ALU, BUS, MUX-DEMUX) e i segnali per il calcolo del m-indirizzo
  4. la rete logica per il m-indirizzo carica il m-indirizzo nel m-PC, calcolato opportunamente

Calcolo del m-indirizzo:

  1. caricare la m-istruzione successiva, incrementando di 1 il PC
  2. saltare ad una nuova m-routine, e caricare il m-PC con il campo indirizzo della m-istruzione corrente
  3. saltare ad una procedura corrispondente all'istruzione macchina

Vantaggi della microprogrammazione: facilitÓ di progettazione, realizzazione, modificazione, manutenzione e controllo svantaggi: la fase di prelievo Ŕ piuttosto lunga, quindi l'esecuzione risulta pi¨ lenta.

-- GiuseppeMacario - 31 Mar 2002

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