Maquina Virtual

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Microprogramación Introducción.La unidad de control es el elemento que se encarga de sincronizar las acciones que realiza cada una de las unidades funcionales de un computador. Las funciones de la unidad de control son básicamente dos: Interpretación de las instrucciones: La unidad de control debe ser capaz de decodificar los códigos de operación y los modos de direccionamiento de lasinstrucciones y actuar de forma diferente para cada uno de ellos. Secuenciamiento de las operaciones: La unidad de control se encarga de la temporización de las distintas operaciones necesarias para la ejecución de cada instrucción.

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Definiciones.a. Microprogramación: En la microprogramación se introduce el control de la ejecución de las instrucciones. b. Registros: Es un dispositivo capaz dealmacenar información. c. Buses: Son dispositivos mediante los cuales envía información de un registro a otro. d. Reloj: Son dispositivos que emiten una secuencia periódica. e. Multiplexor: Es un circuito combinacional que consta de N entradas de control, 2 entradas de datos y 1 salida. f. Decodificador: Es un C. C. Formado por dos entradas y N salidas que se encargan de transformar una serie deseñales.

3. Modelo de Wilkes.El concepto de microprogramación fue propuesto por Maurice V. Wilkes (1951) como un procedimiento sistemático para diseñar unidades de control de computadores. En el modelo de Wilkes, las palabras de la memoria de control tenían dos campos: un campo con las señales de control para gobernar la máquina y otro campo con la dirección de la siguiente microinstrucción. Esteúltimo campo podía verse afectado en algunos casos por algunas señales externas, como los flags.

4. Codificación de las microinstrucciones.Las microinstrucciones almacenadas en la memoria de control en un principio tienen la misma longitud que la palabra de control, ya que se asigna un bit individual en cada una de las señales de control. Esto es un grave inconveniente, ya que hace que elmicroprograma ocupe mucho, y la memoria de control es un recurso escaso.

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a. Codificación por campos Muchas de las señales de control no son nunca simultaneas. Por ejemplo, si solo disponemos de un bus, nunca habrá dos registros que escriban información al mismo tiempo en el. Por esta razón podemos agrupar todas las señales incompatibles entre si en un único campo, que luego, dependiendo de suvalor, será decodificado. Podemos ver el esquema de funcionamiento en la figura.

b. Microinstrucciones con formato múltiple Otra técnica para acortar la longitud de la palabra de control consiste en hacer que un mismo campo, tenga dos funciones diferentes, que no se puedan usar simultáneamente. Un bit adicional indicara el significado del campo en cada caso. Este bit será la entrada de undemultiplexor que servirá para elegir el significado adecuado en cada caso.

c. Microprogramación a dos niveles Además de la memoria principal (que contiene las instrucciones) y la memoria de control (que contiene los microprogramas de cada instrucción), podría tener ventajas usar un tercer nivel de memoria, la nanomemoria. Si hay muchas microinstrucciones que se repiten (por ejemplo en búsquedas deoperandos, que son iguales en muchas instrucciones y pueden repetirse además varias veces en una misma instrucción. La nanomemoria almacenaría únicamente las microinstrucciones diferentes entre si. y el microprograma de la memoria de control constara únicamente de una secuencia de direcciones de nanomemoria. 5. Secuenciamiento de microprogramas.Aquí estudiaremos las maneras de hallar la direcciónde la siguiente microinstrucción a ejecutar. también veremos como se implementan en los microprogramas las instrucciones de bifurcación condicional.

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a. Secuenciamiento implícito.Este método sigue la misma pauta que las macroinstrucciones, ello significa que, en general, la microinstrucción siguiente se encontrara situada a continuación de la actual en la memoria de control. Esta forma...