Mikroprogramm

Was leistet das Mikroprogramm?

Im letzten Abschnitt haben wir den folgenden Steueralgorithmus betrachtet.

Wiederhole:
    # Befehl holen
    10                      PC -> ABus
    10, 3, 11               Mem[Abus] -> DBus -> IR 
    # Befehl decodieren und ausführen
    Falls op(IR):
        1 (inc):
            12              adr(IR) -> ABus
            12, 3, 7        Mem[ABus] -> DBus -> Akku
            12, 5           upAkku
            12, 4, 8, 13    Akku -> DBus -> Mem[ABus]; incPC
        2 (dec):
            12              adr(IR) -> ABus
            12, 3, 7        Mem[ABus] -> DBus -> Akku
            12, 6           downAkku
            12, 4, 8, 13    Akku -> DBus -> Mem[ABus]; incPC
        3 (jmp):
            12, 9           adr(IR) -> ABus -> PC
        4 (tst):
            12              adr(IR) -> ABus
            12, 3           Mem[ABus] -> DBus
            12, 3, 14       incPCz
            13              incPC
        5 (hlt):

Für die automatisierte Durchführung dieses Steueralgorithmus ist das Mikroprogramm zuständig.

Experimente mit dem Bonsai-Simulationsprogramm

Mikroprogramm mit Steuerwort

Aufgabe 1

Hintergrundwissen

Ein Mikroprogramm ist ein Programm zur automatisierten Aktivierung von Steuersignalen. Es besteht aus Steuerworten bzw. Mikrobefehlen, die jeweils eine Kombination aus Steuersignalen bilden.

Mikroprogramm mit Steuerwort

In der Abbildung besteht das markierte Steuerwort aus den Steuersignalen 4, 8, 12, 13. Beachte, dass die einzelnen Steuerworte mit einer Nummerierung versehen sind.

Hier eine etwas andere Darstellung des oben gezeigten Mikroprogramms.

MPC	Mikrobefehl
# Befehl holen
00:	10
01:	10, 3, 11
02:	2               # Befehl decodieren: MPC = [op(IR)]0 
# inc ausführen
10:	12
11:	12, 3, 7
12:	12, 5
13:	12, 4, 8, 13
14:	1               # Rücksprung: MPC = 00
# dec ausführen
20:	12
21:	12, 3, 7
22:	12, 6
23:	12, 4, 8, 13
24:	1               # Rücksprung: MPC = 00
# jmp ausführen 
30:	12, 9
31:	1               # Rücksprung: MPC = 00
# tst ausführen
40:	12
41:	12, 3
42:	12, 3, 14
43:	13
44:	1               # Rücksprung: MPC = 00

Wie wird das Mikroprogramm ausgeführt?

Ähnlich wie der Programmzähler auf den nächsten auszuführenden Maschinenbefehl deutet, deutet ein Mikroprogrammzähler auf das nächste wirksame Steuerwort.

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