Unidad de Control Microprogramada (1)
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CONTROL MICROPROGRAMADO INTEGRANTES • Arturo Jordan Rojas. • Sheny Katerine Quispe Borda. • Mirian Quispe Limpe.
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CONTROL MICROPROGRAMADO
INTEGRANTES• Arturo Jordan Rojas.• Sheny Katerine Quispe Borda.• Mirian Quispe Limpe.
MICROPROGRAMAALGUNOS CONCEPTOS BASICOS
Una alternativa a la unidad de control cableada es la unidad de control microprogramada.
Un microprograma consta de una secuencializacion de microinstrucciones.
Un conjunto de micro operaciones hace una microinstrucción.
Todo esta hecho en un lenguaje de microprogramacion.
Una unidad de control microprograma es un circuito lógico electrónico relativamente sencillo.
Asi como la unidad de control cableada, tambien la unidd de control microprogramada proporciona señales por cada microinstruccion realizada, para producir transferencias entre registros y operaciones en la ALU
Que es lo que debe cumplir un Diseño de unidad de Control Programada?
Realizar el Secuenciamietno de las MICROINSTRUCIONES.
Generar la señales de control para ejecutar cada microinstrucciones.
Breve Historia de la palabra MICROPROGRAMAEn los años maso menos 50 M.V
Wilkes acuño la palabra MICROPROGRAMA y propuso un diseño de una unidad de control Ordenada y Sistematica, que compartio el gran interes de muchos investigadores pero que se vieron fustrados por que se encesitaba una memoria de control rapida y barata. Asi que esta tecnica fue olvidada por muchos años hasta 1963.
En 1963 la IBM lanzo el System/360 microprogramada desde entonces se convirtio en una tecnica utilizada por Gigantes diseñadores de Computadores, para el diseño de unidades de control de microprocesadores (Ejemplo: Microprocesadores CISC).
MICROINSTRUCCIONEl Hardware de una Unidad de
control es una interconexión de elementos Lógicos básicos.
El diseño debe incluir logica para realizar el secuenciamiento de microoperaciones (Ejecucion, interpretacion, toma de desiciones).
Las Microoperaciones están descritas mediante simbologías que se asemejan a un Lenguaje de programación en este caso denominado LENGUAJE DE MICROPROGRAMACION.
Un conjunto de MIcrooperaciones se transforma en una MICROINSTRUCCION.
A su vez una secuencializacion de MICROINSTRUCIONES es un MICROPROGRAMA.
Un microprograma también se le llama FIRMWARE (fireware significa que mi microprograma esta en la mitad de camino entre el Hardware y Software).
“Es mas facil diseñar en Firmware que en hardware, pero es mas dificil programar en Firmware que en Software”.
Como se puede usar el concepto de microprogramacion para implementar una Unidad de Control?????Nosotros sabemos que una unidad
de control proporciona señales.Cada microperacion que es entra
a la unidad de control proporciona una línea de control.
Esta Linea de control no es mas que un estado (Encendido o apagado) y esto puede ser representando por un bit.
La secuencializacion de microoperaciones proporciona una serie de lineas de Control.
Esta serie de lineas de control forma una palabra de control.
Una palabra de control no es ma que un conjunto de lineas de control.
Una palabra de control esta compuesto por bits (001010…).
Composicion de una Palabra de ControlUna palabra de control tendra una
DIRECION UNICA de memoria.Una plabra de control tendra un
campo con la Direccion de la siguiente palabra a Ejecutarse si esque se cumple una determinada Condicion.
Por lo tanto tambien tendremos unos bits para la condicion de Salto.
Y tambien tendremos lines de control que dan señales al bus del sistema y a control interno del procesador.
Unidad de Control MicroprogramadaOrganización de la unidad de Control
En la figura 17.2 contiene un programa que describe el funcionamiento de la unidad de control. Se pude implementar la unidad de control sencillamente ejecutando esas instrucciones.
Elementos mas importante de la implementación.La figura 17.3 muestra los elementos masa importantes de la implementación.Memoria de Control: Es donde se almacena el conjunto de instrucciones.Registro de Dirección de Control: Contiene la dirección de la siguiente instrucción a leer.Registro Intermedio de Control: Se transfiere cuando se lee una instrucción de la memoria de control.Lógica o Unidad del Secuenciamiento: Carga el registro de dirección de control y emite un orden de lectura.
Formato de microinstrucción
La parte izquierda de este registro se conectan a la líneas de control que salen de la unidad de control. De ese modo, leer una microinstrucción es lo mismo que ejecutar la microinstrucción.
Funcionamiento de la unidad de controlLa figura 17.4 En
comparación con la figura 16.4 vemos que la unidad de control sigue teniendo las mismas entradas y salidas
Funcionamiento de la unidad de control
Para ejecutar una instrucción la unidad lógica de secuenciamiento emite una orden de lectura a la a memoria de control.
La palabra cuya dirección se especifica en el registro de dirección de control se lee en el registro intermedio de control.
El registro intermedio de control genera señales de control y la información de dirección siguiente para la unidad lógica de secuenciamiento.
La unidad lógica de secuenciamiento carga en el registro de dirección de control una nueva dirección, basada en la información de dirección siguiente del registro intermedio de control y en los indicadores de la ALU.
Todo esto ocurre en un ciclo de reloj
En el ultimo paso al final de la ejecución de cada microinstrucción , la unidad lógica de secuenciamiento carga nueva dirección en el registro de dirección de control. Dependiendo del valor de los indicadores de la ALU y del registro intermedio de control, se toma una de las tres siguientes decisiones.Captar la microinstrucción siguiente: se suma 1 al registro de dirección.Saltar a una nueva instrucción rutina según indica una microinstrucción de salto: se carga el registro de dirección de controlen función del código de operación almacenadoSaltar a la rutina de una instrucción maquina: se carga el registro de dirección de control en función del código de operación almacenado en IR.
Como se ha mencionado, Wilkes fue el primero quien propuso la utilización de una unidad de control microprogramada en 1951, Más tarde en 1953 elaboro su propuesta en un diseño más detallado, lo que abordaremos en este tema.
A continuación detallaremos la configuración propuesta por Wilkes:
CONTROL DE WILKES
UNIDAD DE CONTROL MICOPROGRAMADA DE WILKES
Funcionamiento:
Al comienzo de un ciclo ...
UNIDAD DE CONTROL MICOPROGRAMADA DE WILKES
"después de proponer este esquema, Wilkes proporciona un ejemplo de su utilización para implementar la unidad de control en una maquina
sencilla”.
El procesador de la maquina hipotética incluye los siguientes registros:A. MultiplicandoB. Acumulador (Mitad Menos Significativa)C. Acumulador (Mitad Mad Significada)D. Registro de desplazamiento
UNIDAD DE CONTROL MICOPROGRAMADA DE WILKES
Además hay tres registros y dos indicadores de un bit accesibles solo por la unidad de control:
A. Sirve como registro de dirección de memoria y como almacenamiento temporal
B. Contador de programaC. Otro registro temporal, usado en cálculos
UNIDAD DE CONTROL MICOPROGRAMADA DE WILKES
CONJUNTO DE INSTRUCCIONES MAQUINA DE EJEMPLO DE WILKES
UNIDAD DE CONTROL MICOPROGRAMADA DE WILKES
MICROINSTRUCCIONES DE WILKESContiene el conjunto completo de microinstrucciones,
expresadas en forma explicita, que implementa la unidad de control.
Solo es necesario un total de 38 microinstrucciones para definir el completamente.
Acontinuación veremos las microinstrucciones de ejemplo de wilkes :
MICROINSTRUCCIONES DE EJEMPLO DE WILKES
Ventaja principal :
El uso de la microprogramación: simplifica el diseño de la unidad de control, por lo que su implementación resulta mas barata y menos propensa a errores
La unidad de control cableada contendrá lógica compleja para hacer el Secuenciamiento a través de las muchas micro operaciones de un ciclo de instrucción
La Unidad Lógica De Secuenciamiento De una Unidad De Control Microprogramada Son Elementos Lógicos Muy Sencillos.
VENTAJAS E INCOVENIENTES DE LA MICROPROGRAMACION
Inconveniente:
La unidad microprogramada será algo más lenta que una cableada de tecnología comparable.
A pesar de ello la microprogramación es la técnica dominante para implementar unidades de control en las arquitecturas CISC puras (facilidad de implementación)
ESO ES TODO……!!!!!GRACIAS……!!!!!!
