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ESTRUCTURA DE COMPUTADORES

Pag. 13.1

LECCIÓN 13: MICROPROGRAMACION
1.

Introducción:

Como vimos en el tema anterior la microprogramación es una alternativa al control cableado
cuya principal ventaja es la facilidad de realizar modificaciones en la funcionalidad de la unidad
de control sin necesidad de realizar un nuevo diseño. Esto facilita la tarea a los ingenieros de
software quepueden realizar pruebas sin necesidad de implementar una nueva unidad de
control. El punto débil es la velocidad, de forma que en general las unidades de control
microprogramadas son mas lentas que las cableadas. Hoy en día se realizan diseños híbridos
que combinan las dos técnicas.
Algunos términos de uso frecuente son:
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•
•

Palabra de control : Es una palabra binaria cuyos bitsindican los valores de las
señales de control de la máquina. También recibe el nombre de microinstrucción
Microprograma: Recibe este nombre la secuencia de palabras de control necesarias
para ejecutar una instrucción.
Memoria de control: Es una memoria especial que almacena los microprogramas.

2. Modelo de Wilkes
El concepto de microprogramación es debido a Wilkes (1951) , en este modelo laspalabras
de control constan de dos campos:
1 bit por cada señal de control

Dirección de la siguiente microinstrucción

Gracias a esta técnica se pueden realizar saltos condicionales en la ejecución de las
instrucciones usando los flags de la palabra de estado .
Un esquema general de este modelo le tenemos en la transparencia 5.1 donde vemos que según
el código de operación que se almacenaen el registro de instrucción RI se genera la dirección
inicial del microprograma dentro de la memoria de control, recordemos que cada instrucción
lleva aparejada la ejecución de un microprograma y que todos ellos están almacenados en la
memoria de control.
Otro elemento que aparece es el registro de dirección de la memoria de control CMAR
encargado de seleccionar la dirección de la siguientepalabra de control que recibe del
multiplexor la señal correspondiente (en caso de ser la primera instrucción selecciona la
entrada del generador de dirección inicial y en otro caso la entrada proveniente del campo de
dirección siguiente de la palabra de control.

Fernando de Prada. ( fernando@infor.uva.es) Dpto. Informática. E.T.S.Ingenieros Informáticos Valladolid
Edificio Tecnologías dela Información. Campus Miguel Delibes. Tfno: 983 423000. Ext. 25639 . Fax 983 423671

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IR

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Generador de
dirección inicial

MUX

CMAR

Memoria de control

señales de control - dirección siguiente

Dirección
siguiente
condiciones externas

3. Codificación de las microinstrucciones
Uno de los problemas fundamentales del modelo de Wilkeses el tamaño de la memoria de
control motivado por el hecho de que cada señal de control ocupa un bit. En este apartado
vamos a ver las distintas formas de codificación de la palabra de control que nos
permitirán diseñar memorias de control de diferentes tamaños.
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Codificación 1 bit- 1 señal de control: Es la que hemos estudiado en el apartado
anterior.

Fernando de Prada. (fernando@infor.uva.es) Dpto. Informática. E.T.S.Ingenieros Informáticos Valladolid
Edificio Tecnologías de la Información. Campus Miguel Delibes. Tfno: 983 423000. Ext. 25639 . Fax 983 423671

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Codificación por campos: Consiste en agrupar las señales de control que no se
puedan activar simultáneamente, cada uno de estos grupos se codifican de modo
quela palabra de control consta de varios campos, en cada uno de los cuales se
codifican señales del mismo tipo. Evidentemente esto exige que para generar las
señales de control necesitemos un decodificador a la salida de cada campo. Un
ejemplo de esto lo tenemos en la transparencia 5.2 donde tenemos un formato de
microinstrucción codificado por campos correspondiente a una arquitectura en bus...