Устройства управления на жесткой логике

Требования к УМУ:

1. Оно должно формировать полную совокупность управляющих сигналов Y_i для управления работой процессорного элемента и сопряжённых с ним субблоков (ОЗУ, процессоров и т.д.).
2. Количество внутренних состояний автомата, моделирующего работу УУ должно быть не меньше числа различных МК, подлежащих реализации во всей совокупности МП.
3. Должна быть обеспечена возможность произвольной выборки последовательности микрокоманд и микропрограмм в зависимости от управляющих кодов Q_j.
4. Должна быть обеспечена возможность модификации последовательности микрокоманд в пределах микропрограммы в зависимости от внешних условий U_k.

УУ на жёсткой логике

            УУ – формирование адреса следующей макрокоманды. На жёсткой логике это формируется следующим образом:

А_i+1 = A_г +1

            Структурная реализация УУ зависит от архитектуры процессорных элементов, состава и архитектуры субблоков. Структурная реализация управляющих входов, совокупность входов, требуемых для реализации всех команд.

            Недостатки: невозможность введения или изменения системы команд без изменения аппаратной части; отсутствует инвариантность к составу субблоков; затруднён условный и безусловный переходы.

            Достоинства: минимальные аппаратные затраты и минимальное операционное время.

            УМУ подразделяются на:

 - Устройства с вертикальным микропрограммированием

Достоинства: минимальный объём памяти.

Недостатки: отсутствие инвариантности к изменению Y_i (невыполнение условия ортогональности приводит к неработоспособности структуры); отсутствует возможность совмещения операций во времени; требуется большое время для формирования сигнала Y_i из-за необходимости дешифрации.

- Устройства с горизонтальным микропрограммированием

Достоинства: минимальное аппаратное  и операционное время; возможность совмещения операций во времени; максимальная простота при подпрограммных микрокомандах.

Недостатки: большой объём требуемой памяти.

- Устройства с квазивертикальным микропрограммированием.

Достоинства и недостатки – сочетание из 1. и 2.