Напълно различен подход, който позволява да се преодолее сложността на МС с твърда логика беше предложена от британския учен М. Уилкс в ранните години на 50. Идеята се основава на факта, че за образуването на всички микроорганизми операции съответните достатъчно за образуване на управляващ сигнал (CS) на съответната линия на контрол, който е линия на предаване в активно състояние. Това може да бъде представен от двоичен цифров 1 (активно състояние - имат SU) и 0 (пасивно състояние - няма GC). За микро инструкции, изпълнявани в даден цикъл, е възможно да се образуват контролна дума, в която всеки бит съответства на една дума линия. Тази контролна дума се нарича микро инструкции (МК). По този начин, микро инструкции могат да бъдат представлявани от контролна дума с комбинацията си от нули и единици. Последователността на microinstructions които реализират определен етап от цикъла на машината, образува фърмуер. В терминологията на английски език често се нарича фърмуера на фърмуера, подчертавайки факта, че той е кръстоска между оборудването (хардуер) и софтуер (софтуер). Firmware за всеки отбор VM и за всеки етап от екипите на цикъл са поставени в специална памет на фърмуера, наречена памет (PMK). Процесът на образуване може да се реализира SU, последователно (всеки импулс) екстрахиране на microinstructions фърмуер от паметта и тълкуване на информацията, съдържаща се в тях на управляващите сигнали. Идеята е интересуваше много дизайнери VM, но това не беше реализуема, защото това изисква използването на бърза памет е сравнително голям капацитет. Отново се върна към него през 1964 г., по време на създаването на система IBM 360. Оттогава устройството за управление с програмируем логически са станали изключително популярни и са построени в много виртуални машини.
Отличителна черта на машина фърмуер програмируема логика е да съхранява microinstructions под формата на кодове в специална памет - фърмуер памет. Всеки VM команда в този склад изрично съответства на фърмуера, така че често устройството за управление, която включва автоматично фърмуер програмируема логика, наречена микропрограмно.
Фиг. 1. Firmware машина с програмируем логически.
където НМК - общ брой на microinstructions; NSU - общ брой на генерираните контролни сигнали.
От своя страна, изисква капацитет на паметта е равна на фърмуера
Информация за който контролира трябва да бъдат генерирани сигнали по време на изпълнението на текущата MC, съдържаща се в кодирана форма в mikrooperatsionnoy част (МО) микро инструкции. Метод за кодиране на микро до голяма степен определя сложността на контрол хардуерно устройство и неговите експлоатационни характеристики на. Използваните в изпълнения на кодиране контрол микро инструкции сигнали може да се намали до три групи: минималната Кодирането (хоризонтална microprogramming), максималната кодиране (вертикална microprogramming) и цикъл-дължина, кодиращ (смесен microprogramming). Конструкции микропрограмно автомати за различни методи за кодиране микро показани на Фиг. 2.
С хоризонтална microprogramming (вж. Фиг. 2а) за всеки управляващ сигнал в част от mikrooperatsionnoy на микро инструкции разпределени един бит (РМО = NSU). Това позволява един микро инструкции образуват всяка комбинация от SU, което осигурява максимална производителност на микро успоредност. Освен това, не е необходимо за декодиране на регистъра МО и изходи microinstructions може да бъде свързан директно към съответните Контролираните точки за VM. Широкото хоризонтална microprogramming все пак се предотврати високата цена на съхранение mikrooperatsionnyh части microinstructions (EPMP = НМК "NSU), PMP на ефективност получава ниски, тъй като голям брой микро-операции във всяка MK се реализира само един или няколко от тях, което е, по-голямата част от DoD зауствания съдържа нули.
Фиг. 2. Състави на МРА с различни методи за кодиране microoperations:
и - минимално; б - максимално; в - с максимална енкодер;
R - хоризонтална вертикална; г - вертикално в хоризонтално положение.
В максимум (вертикално) кодиране (вж.
Фиг. 2б) на всеки микро-операции се определя специален код, като например неговия сериен номер в пълния списък от възможни микро-операции. Този код и записани в МО. МК Mikrooperatsionnaya част има минимална дължина, определена като логаритъм на брой двоични контролни сигнали (микро). Този метод кодиране изисква минимални разходи хардуер в SRL депозирани microinstructions, обаче, съществува необходимост в DshMK декодер, които трябва да се превръща в съответния микро операция код управляващия сигнал. С голям брой SU декодер въвежда значително забавяне във времето, и най-важното - във всяка MK е показан само един управляващ сигнал, който стартира само един микро операция, като по този начин се увеличава дължината на фърмуера и по време на неговото изпълнение.
Последният недостатък се отстранява чрез свързване на енкодера изходи DshMK (W) (вж. Фиг. 2с), което води до увеличаване SU формира едновременно. Естествено, добавянето на микро-индивидуален кодове следва да се предвиди кодове, които представляват и някои комбинации от микро-операции. За да се увеличи гъвкавостта на енкодер е по-добре да се изгради на основата на устройството за съхранение.
Минималният и максималният кодиране са двете крайни точки на широк спектър от възможни решения на проблема на кодиране SU. Междинна позиция е заета от група или смесен кодиране.
Тук всички управляващи сигнали (микро-OPS) се разбиват на K несвързани групи. Най-често използваният метод на хоризонтална вертикална (вж. Фиг. 2d) В този случай, всяка група, включително взаимно несъвместими контролни сигнали (uops), т.е. SU, които никога не се появяват заедно в една микро инструкции. В този случай сигнали обикновено са генерирани в една и съща тактов цикъл, са в различни групи.
управляващо устройство Nanoprogrammnoe
Този подход, като се запазва всички предимства на хоризонтална microprogramming позволява значително да се намали общият капацитет на паметта на контрол. Nanoprogrammirovaniya основен недостатък е ниска скорост, тъй като изпълнението на микро инструкции изисква две памет достъп, които, обаче, частично компенсира изключение на веригата на декодер, вертикалната характеристика microprogramming.
фърмуер памет могат да бъдат изпълнени във всякакъв вид устройства за съхранение. В зависимост от вида на паметта се отличават с IPA статичен и динамичен microprogramming. В първия случай PMP използва като постоянна памет (ROM) или програмируеми трупи Env масив (PLA) във втория - на оперативната памет.
Dynamic microprogramming за разлика от статично фърмуер може бързо да се промени W, като по този начин се променят функционалното-BM-функционални свойства. Основната пречка за широкото използване на динамичен microprogramming - волатилност и относително ниска RAM скорост.
Фиг. 4. памет контрол
Фиг. 4 показва възможно подреждане на microinstructions в microprograms памет. Съдържание на микро-MSP определя последователността да се извършва на всеки етап от екипа на цикъл, както и поредица от стъпки. Всяка стъпка е представена от съответния фърмуер. Firmware микро инструкции завършен преход, който определя следващите стъпки. Паметта на контрол също има специален превключвател на фърмуера: в зависимост от текущото функциониране кода го показва фаза на изпълнение команди, за да бъде изпълнена.
Предимно микро инструкции в микропрограмно изпълнява последователно, но като цяло, от порядъка на микро не е фиксиран. Поради тази причина, W е необходимо да се осигури ефективна система за осъществяване на прехода. Преходите е безусловна и условно, са неразделна част от всяка фърмуера.
Свързани статии