Mikroprogramlama, bir bilgisayarın kontrol ünitesini sistematik olarak uygulama yöntemidir. Özetle, bir mikroişlemci için bir mikro kod oluşturma işlemidir. Mikrokod, bir mikroişlemcinin Makine dilindeki talimatları yürütürken nasıl davranması gerektiğini belirleyen bir yan koddur ve Mikrokod, belirli bir işlemde kullanıldığında bazen Mikroprogram olarak anılır. Mikro programlı kontrol ünitesi ise ikili kontrol değerlerini word olarak hafızaya kaydeder.
Yatay Mikroprogramlama vs Dikey Mikroprogramlama
Yatay Mikroprogramlama ve dikey mikroprogramlama arasındaki fark, destekleri, mikroprogramlamanın paralellik kullanımları ve esneklikleridir. Bitlerle kodlama söz konusu olduğunda her ikisi de birbirinden farklıdır. Ayrıca, verileri bulmalarını sağlayan tasarım ve işleme bakımından da farklılık gösterirler.
Yatay bir Mikroprogramlanmış Kontrol Ünitesindeki kontrol sinyalleri, kodu çözülmüş ikili formatta temsil edilir. Yatay mikro programlamadaki her bit, uygulanabilir mikro işlemin yürütüleceğini gösteren tek bir kontrol noktası ile ilgilidir. Her mikro yönerge aynı anda birkaç kaynağa komut verebildiğinden, donanım kullanımını iyileştirme ve aynı zamanda mikro program başına gereken mikro yönerge sayısını azaltma potansiyeline sahiptir.
Dikey bir mikro programlanmış kontrol ünitesindeki kontrol sinyalleri, ikili formatta kodlanmıştır. Her mikro işlemin, kod çözücü tarafından farklı kontrol sinyallerine çevrilen kendi kodu vardır. Sadece yapılacak olan mikro işlem tanımlandığı için mikro komut alanları tamamen kullanılır. Ek olarak, dikey mikro programların yazılması yatay mikro programlardan daha kolaydır.
Yatay ve Dikey Mikroprogramlama Arasındaki Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Yatay Mikroprogramlama | Dikey Mikroprogramlama |
| paralellik derecesi | daha yüksek bir paralellik derecesi | düşük derecede paralellik |
| Esnek | Daha az esnek | Daha esnek |
| kodlama | Dikey Mikroprogramlamaya göre ROM kodlamasını daha az kullanır | ROM kodlamasını daha fazla kullanır |
| Ek donanım | Ek donanım gerekmez | Ek donanım, kod çözücüler biçimindedir |
| Sıra | Yatay mikro talimat kullanır | Dikey mikro talimat kullanır |
Yatay Mikroprogramlama nedir?
Yatay Mikro programlanmış kontrol ünitesinde, kontrol sinyalleri, kodu çözülmüş ikili formatta gösterilir, yani 1but/CS, 'n' kontrol sinyallerinin n'ye ihtiyacı vardır ancak kodlamaya ihtiyaç duyar.
Yatay mikro programlamadaki her bit, ilgili mikro işlemin gerçekleştirileceğini gösteren tekil bir kontrol noktası ile ilgilidir. Her bir mikro yönerge aynı anda birçok tesisi yönetebildiğinden, donanım kullanımını iyileştirme potansiyeline sahiptir ve aynı zamanda mikro program başına daha az mikro yönerge gerektirir. Yatay mikro programlar ise tipik olarak aynı anda gerçekleştirilen bir dizi mikro işlemi temsil eder.
Daha az kodlama kullanırken ve kontrol alanlarını ayırırken daha fazla paralellik sağlar. Kaynakları optimal veya verimli kullanan mikro programlar geliştirmek ise zor bir iştir. Her kontrol biti diğerlerinden bağımsız olduğundan, yatay mikro programlama çok fazla özgürlük sağlar. Dikey mikro komutlardan daha uzun olduğu için genellikle daha fazla bilgi sağlar.
Yatay mikro programlama, geleneksel makine dili gibi, rasyonel yazılımdaki sonraki özellikleri ifade etmek için sıralı bir yol kullanır. Her bit, ilgili kontrol noktasına karşılık geldiğini gösteren tek bir komut postasına bağlıdır. Mikro işlem yapılacaktır. Hem koşullu hem de koşulsuz olan dallar. Ardından, kontrol özellikleri kullanılarak sıranın kesilmesi gerekir.
Dikey Mikroprogramlama nedir?
Kontrol sinyalleri, dikey mikro programlanmış kontrol ünitelerinde kodlanmış ikili formatta tanımlanır ve 'n' kontrol sinyalleri log2n bit kodlaması gerektirir. Dikey mikro programlama, yatay mikro programlamanın aksine, esnek bir format ve daha yüksek derecede kodlama kullanır. Yalnızca mikro yönergenin uzunluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda mikro yönergenin uzunluğunun artan bellek kapasitesinden doğrudan etkilenmesini de önler. Çoğu durumda, her dikey mikro talimat, tek bir mikro işlemi temsil eder.
Dikey mikro programlar, kontrol deposunun boyutuna fayda sağlayan daha yüksek bir kod yoğunluğuna sahiptir. Dikey mikro komut, yalnızca bir işlem ve birkaç işlenenden oluşan geleneksel makine dili stiline benzer. Dikey mikro programlar yazmak, yatay mikro programlar yazmaktan daha kolaydır. Dikey mikroyapı, yalnızca bir eylemi ve birkaç işleneni olan klasik makine diline benzer. Sonuç olarak, mikro programlamanın uygulanması kolaydır. Tipik olarak, her biri talimat başına 16 ila 32 bit gerektiren dört ila altı alandan oluşur.
Dikey mikro programlar, kontrol deposunun kapasitesine fayda sağlayan daha yüksek bir kod doygunluğuna sahiptir. Dikey mikro talimat, yalnızca bir işlev ve birkaç işlem öğesinden oluşan geleneksel makine dili stiline benzer. Her dikey mikro talimat, veri kaynağını ve havuzu gösteren işlenenlerle belirli bir mikro işlemi tanımlar.
Yatay Mikroprogramlama ve Dikey Mikroprogramlama Arasındaki Temel Fark
- Yatay Mikroprogramlama, daha yüksek derecede bir paralellik sağlar; derece n ise, aynı anda n kontrol sinyali etkinleştirilir. Öte yandan, yatay Mikroprogramlama düşük derecede paralelliğe izin verir; derece 0 veya 1 ise, aynı anda yalnızca bir kontrol sinyali etkinleştirilir.
- Yatay Mikroprogramlama, dikey Mikroprogramlama kontrol ünitesinden daha az esnektir.
- Yatay Mikroprogramlama, RaoM kodlamasını daha az kullanırken, dikey Mikroprogramlama, kontrol kelimesinin uzunluğunu azaltmak için daha fazla ROM kodlaması yapar.
- Yatay Mikroprogramlama için ek donanım da gerekli değildir, ancak dikey Mikroprogramlamada ek donanım, kontrol sinyalleri üretmek için gerekli olan kod çözücüler biçimindedir.
- Yatay mikro programlama, kontrol alanındaki her bitin bir kontrol hattı ile ilişkilendirildiği yatay mikro talimat kullanır. Diğer yandan, Dikey mikro programlama, her eyleme bir kod atanan ve daha sonra kod çözücüler tarafından bireysel kontrol sinyallerine dönüştürülen dikey mikro talimat kullanır.
Çözüm
Mikroprogramlama, sistematik olarak denetleyici oluşturma zorluğuna son derece etkili bir çözümdü ve 1960'ların ortasından 1980'lerin sonlarına kadar işlemcilerin büyük çoğunluğunda (küçük değişikliklerle) kullanıldı.
Dikey mikro yönergeler, yatay mikro yönergelerin aksine, tek mikro işlemleri temsil eder. Dikey mikro programlar, kontrol bitlerini kodlar, ancak yatay mikro programlar, düşük kodlama ve ayrı kontrol alanları ile yüksek derecede paralelliğe izin verir. Yatay mikro programlama, dikey mikro programlı kontrol ünitesinden daha hızlıdır.
Yatay Mikroprogramlama daha uzun kontrol kelimelerini desteklerken, dikey Mikroprogramlama daha kısa kontrol kelimelerini destekler. İki yol arasındaki karar göz önünde bulundurularak verilmelidir. Ancak pratikte tasarımcılar, hem kompakt hem de verimli bir yapı oluşturmak için yatay ve dikey mikro yapı türlerini birleştirir.
