3.3. Принцип микропрограммного управления

Данный принцип используется на операционном уровне и так как он также описывает работу ЭВМ то основные понятия ППУ и ПМПУ как-то взаимосвязаны. На уровне структурных элементов используются: программы (П), команды(К), операции(О), а на уровне операционных элементов оперируют с микро-программами(мП), микро-командами(мК), микро-операциями(мО) и логическими условиями(ЛУ). Связь между понятиями, использующимися на структурном и операционном уровнях следующая:

К = МП;

О = МК;

МК = Σ(МО+ЛУ).

Микрооперация это акт передачи, преобразования, хранения структурной единицы информации, инициируемый управляющим сигналом и выполняемый операционным элементом (см рис 13).

Рисунок 13. Операционный элемент и операционный блок

Микрооперация может выполняться не только на отдельных операционных элементах но и на их совокупности операционных блоках (ОБ), чем и является АЛУ- арифметико-логическое устройство. Отличие ОБ от ОЭ заключается в том, что ОБ выполняет больше микроопераций за один такт.

Совокупность микроопераций, выполняемых на одном такте, носит название микрокоманды. Такт это есть интервал между двумя синхроимпульсами в течении которого в ЭВМ должна выполниться одна микрокоманда.

Микрокоманда является информационным словом, имеющим следующий формат:

АЧ

ОЧ

Рисунок 14. Формат микрокоманды

Адресная часть (АЧ) несет в себе адрес следующей микрокоманды, а в операционной части (ОЧ) содержится информация, которая позволяет ответить на 3-и вопроса:

- Где взять операнды?

- Какую операцию с ними произвести?

- Куда разместить результат?

Основным положением ПМПУ является следующее:

Любое сложное действие на операционном уровне можно представить в виде совокупности элементарных действий на операционном уровне. Например чтобы совместить функции источника и приемника при работе с регистровой памятью (см. Рис. 9) следует разбить такт на две части, что можно осуществить с помощью синхроимпульсов. Таким образом в такте нужно выделить микротакт 1(МТ1) - начальный и микротакт 2 (МТ2)– конечный. МТ1- используется для считывания информации из РОН В а МТ2 используется для записи информации в РОН В(рис 9).

{АЛУ микро-ЭВМ, используемой в качестве лабораторного стенда, генерирует, в соответствии с принципом декомпозиции, совокупность осведомительных сигналов(C4,0 или R, F3, Z ). Если логическое условие выполняется то ОС = 1 если не выполняется то ОС = 0. Упрощенный формат микрокоманды для составления микропрограмм на лабораторном стенде имеет вид:

7	6	5	4		3	2	1	0
		МОП	МОИ	МОФ		А	В	Д

Рисунок 15. Формат микрокоманды лабораторного стенда

Всего микрокоманда состоит из 32 разрядов, которые поделены на 8 тетрод(ячеек по 4-е разряда). Ячейки 6-7 составляют адресную часть микрокоманды, а 0-5 – информационную часть. Рассмотрим назначение полей микрокоманды:

6,7 – с помощью данных, содержащихся в этих ячейках вычисляется адрес следующей микрокоманды

0 – поле в котором задается некоторое число, которое может служить одним из операндов.

1,2 – здесь задаются адреса РОНов, содержимое которых может быть использовано в качестве операндов. Кроме того в 1-ом поле можно задать адрес приемника по шине В, то есть РОНа, в который будет записан полученный при вычислениях результат.

3 - Здесь задается МОФ микрооперация функция, то есть содержит код либо арифметических либо логических функций.

4 – здесь задается МОИ микрооперация источник, то есть содержится информация о том где взять данные для обработки. (А, В, Д или регистр процессора Q).

5 – Здесь задается МОП микрооперация приемник, то есть содержится информация об адресе, по которому будет произведена запись результата вычислений(В или Q или нет записи).

Микропрограмма может быть оформлена в виде таблицы, строкам которой соответствуют микрокоманды, а столбцам поля микрокоманды. }