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

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

<CENTER><IMG SRC="%ATTACHURL%/stati_cu.gif"></CENTER>

per temporizzare il prelievo e l'esecuzione dell'istruzione, serve un GENERATORE DI FASI,
che modula opportunamente il segnale di clock.
<IMG SRC="%ATTACHURL%/cu_cablata.gif">
questo è un esempio di unità di controllo realizzata secondo la logica cablata.
In realtà, la realizzazione cablata diventa sconveniente con un elevato numero di bit,
a causa dei troppi stati da gestire.

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

<IMG SRC="%ATTACHURL%/cu_microprogrammata.gif">
In sostanza, l'idea è 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.
   1 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)
   1 durante la m-routine viene modificato il mPC
   1 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 è divisa in sezioni, ognuna contenente una m-routine.
<schema ROM>

   1 m-routine del ciclo di prelievo (fetch). L'ultima istruzione è un salto alla procedura di referenziamento degli operandi, oppure alla routine di esecuzione.
   1 m-routine per il referenziamento degli operandi. termina con un salto alla m-routine di esecuzione.
   1 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'è un salto alla prima m-istruzione della m-routine di prelievo.

I modi per organizzare la microprogrammazione sono due:
MICROPROGRAMMAZIONE ORIZZONTALE
<schema m-prog 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
<sche m-prog verticale>
la prima parte della m-istruzione contiene i codici relativi alle funzioni. Ciò
permette di avere istruzioni più corte e quindi una ROM meglio organizzata, anche
se è necessario l'uso di un decodificatore per i codici.

A questo punto disegnamo nuovamente lo schema della CU:

<IMG SRC="%ATTACHURL%/cu_microprogrammata2.gif"> 

   1 la rete logica per m-indirizzo invia un segnale di abilitazione alla lettura
   1 la m-istruzione, il cui m-indirizzo è nel m-PC viene posta nel registro di buffer
   1 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
   1 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
   1 saltare ad una nuova m-routine, e caricare il m-PC con il campo indirizzo della m-istruzione corrente
   1 saltare ad una procedura corrispondente all'istruzione macchina

Vantaggi della microprogrammazione: facilità di progettazione, realizzazione,
modificazione, manutenzione e controllo
svantaggi: la fase di prelievo è piuttosto lunga, quindi l'esecuzione risulta più lenta.

-- Users.GiuseppeMacario - 31 Mar 2002

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