MICRO- PROGRAMMAZIONE

MICRO-PROGRAMMAZIONE

CDL Spec. Ing. Informatica - Prof. Antonino Mazzeo - Corso di Calcolatori Elettronici II


Un diagramma dell’operazione totale non descrive il comportamento di un sistema

Microistruzione: la descrizione delle funzioni che devono essere eseguite dal sistema PO-PC in un singolo passo elementare

Microprogramma: la descrizione del comportamento del sistema durante l’esecuzione passo passo di un’operazione

Microprogramma Totale: il microprogramma che descrive il comportamento del sistema nell’esecuzione di ogni suo passo, e quindi dell’operazione totale

Diagramma a Blocchi: descrive un’operazione Microprogramma: il modo in cui l’operazione è

eseguita dal sistema


La Microprogrammazione dell’operazione è la conversione in un microprogramma del diagramma a blocchi che descrive l’operazione.

Il termine Microprogrammazione è stato coniato, anche se in un’accezione un po’ diversa, dall’inglese Wilkes nel 1951

Tale tecnica si è affermata con la serie 360 delle macchine IBM.

Microordine esegui OJ → OJ

Trasferimento vai a μx → μx

Espressione condizionale se Cr è vero allora → (Cr )

con Cr=f(x1,…, xs)

frase: <OJ, μK> (a)

frase condizionata: < (Cr ) OJ, μK> (b)

trasferimento condizionato: < (Cr ) μK> (c)

Microprogramma



Microlinguaggi a struttura di frase “PS” contengono istruzioni di tipo (b)

Microlinguaggi a struttura di trasferimento “TS” contengono istruzioni di tipo (c)

Esempio di microlinguaggio TS, detto M

1

1

| , (1 )

| , (1 )

| ( ) ; ( ) (1 )

h v h

h o k

h o r h r k

O a

O b

O C C c

Analogia fra struttura di microistruzioni e istruzioni di un calcolatore


Microistruzioni PS a struttura generale 1 1 2 2

1 2| ( ) , ; ( ) , ; ; ( ) q qh J k J k q J kC O C O C O

Una ed una sola microoperazione dell’istruzione μh viene attivata dalla verità di una ed una sola delle condizioni.

1 11

2 22

:

( )

( )

( )

h

J k

J k

q qq J k

Alt

C O

C O

C O

Tale struttura è rappresentata mediante istruzioni con guardia

La verità di una sola guardia fa le q deve essere garantita strutturalmente nell’implementazione del sistema

(2)


Microistruzioni TS a struttura generale

1 21 2| ( ) ; ( ) ; ; ( ) q

h J k k q kO C C C

11

22

:

( )(3)

( )

( )

h J

k

k

qq k

O

Alt

C

C

C


La microistruzione generale ts può essere usata come un caso particolare della ps quando gli

Se nella ts si ha questa assume la forma contratta

PS e TS sono i capostipiti delle famiglie di linguaggi ps e ts, da essi derivabili imponendo dei vincoli alle rispettive espressioni.

I vincoli si traducono in limitazioni nel numero delle frasi condizionate (trasferimenti condizionati) diverse che possono essere contenute in una microistruzione e/o nelle microoperazioni e/o nei trasferimenti che una microistruzione può eseguire.

1iJ JO O i q

, 1 ,ik k i q

: (4)k J kO

Esempio 6 L’esempio del microlinguaggio ts presentato, ha le

seguenti limitazioni: (1a) ed (1b) non possono contenere trasferimenti condizionati (1c) ammette la possibilità di solo 2 trasferimenti condizionati (1a) non può eseguire la microoperazione nella O0

(1b) ed (1c) possono solo eseguire la O0

In (1a) il trasferimento è relativo alla microistruzione che segue la corrente μh. Analoga cosa accade alla prima parte di (1c)


1

1

| , (1 )

| , (1 )

| ( ) ; ( ) (1 )

h v h

h o k

h o r h r k

O a

O b

O C C c

Microprogrammi e automi a stati finiti Un microlinguaggio è generale se consente di

descrivere il comportamento di un qualsiasi sistema PS e TS sono generali La macroistruzione PS o TS

definisce la riga di una tabella di flusso. Il microprogramma chiuso, scritto in PS o TS, definisce l’intera tabella di flusso di PC.


P O

P C

O jx rr

i


righe

μistruzioni

di

programma

Microprogramma PS e tabella PC di tipo Mealy

Microprogramma TS e tabella PC di tipo Moore

q = 2 s

Corrispondenza microprogrammi-automi

h h


Con riferimento al modello generale, le q condizioni logiche (Ci) possono essere associate alle s variabili di condizione, tramite un’opportuna codifica: q=2s

In tal caso le (2) e (3) possono essere scritte usando il costrutto case:

1 2| case , , , of

00 0: _________

00 1: _________

11 1: _________

h sx x x

2 3 = 8

(C 1 ) (C 8 )

(0 0 0 )

x1 x2 x

(11 1 )

P O

P Ci

x2x3

x1


Definito l’insieme degli stati di ingresso xr

l’insieme degli stati di uscita Oj

l’insieme delle microistruzioni (stati interni)

Che formino un qualsiasi microprogramma chiuso PS o TS, è possibile da questo, ottenere una tabella di flusso di Mealy o Moore, che impiega i suddetti stati.

Un qualsiasi microprogramma chiuso descrive il completamento di un automa corrispondente

Microprogrammi chiusi PS e TS e tabelle di flusso di Mealy e di Moore sono metodi diversi ma equivalenti per descrivere uno stesso automa.

h

Descrizione dell’operazione totale di un sistema che esegue la moltiplicazione (k1=0) e la conversione da modulo e segno a

complemento a 2 (k1=1)



Microprogramma MA definito mediante istruzioni di tipo M

Microprogramma MB definito mediante il microlinguaggio TS


Microprogramma MC definito mediante il microlinguaggio PS


Mealy: Controllo microprogrammato a memorizzazione di frase


RR L

1JO

ix

1k 2

k 3k

2JO 3

JO JO1 1 2 2

1 2| ( ) , ; ( ) , ;h J k J kC O C O

Moore: Controllo microprogrammato a memorizzazione di microistruzione


R R L

JO

ix

1k

2k

3k

R O M

1C

2C

3C

JO

1 2 31 2 3| ( ) ; ( ) ; ( )h J k k kO C C C

k

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