Архитектура с микрокомандным управлением

Для данного типа архитектуры МК характерными признаками является раздельное существование ШД, ША, ШК (рис.4). При этом по организации памяти — это архитектура гарвардского типа, а по способу управления — это архитектура с микропрограммным управлением, то есть RISC-архитектура. При микрокомандном управлении каждый разряд микрокоманды управляет соответствующим устройством МП. Такой способ управления характеризуется определенной избыточностью, так как большое количество устройств в МП используется крайне редко, а управляющие разряды для них выделены и должны присутствовать в микрокоманде. Но микрокомандное управление позволяет реализовать чтение команды из памяти и выполнение ее за один такт основной тактовой частоты, что обеспечивает реализацию в микроЭВМ и МК с микрокомандным управлением максимальное быстродействие только за счет архитектуры, без учета быстродействия элементов схемы МП.

Рис. 4.Архитектура МК с микропрограммным управлением.

Последовательность работы МК следующая: -после включения питания или снятия сигнала «Сброс» УУ формирует на ША начальный адрес программы. Это, как правило, нулевой адрес; -в ПЗУ-МКД читается первая микрокоманда, разряды которой управляют различными устройствами МП; -на выходе ПЗУ-МКД включен регистр-защелка РгМКД, который выполняет привязку фронтов микрокоманды из ПЗУ к фронту тактовой последовательности Т и исключает ложные срабатывания устройств МП; -разряды микрокоманды определяют шину управления ШК; -часть разрядов ШК управляют операционным блоком (ОБ). В результате выполнения операции в ОБ формируются признаки: S-знак результата, Z-нулевой результат, C-перенос, OV-переполнение разрядной сетки; -если реализуется команда условного перехода, то переключатель признаков по управляющим разрядами ШК выбирает соответствующий признак и подает его на вход УУ; -УУ формирует адрес следующей микрокоманды. На структурной схеме не представлено ОЗУ, которое подключается к ШД аналогично УВВ. Особенностью данной архитектуры является то, что все управляющие разряды ШК читаются параллельно, отсутствует фаза дешифрирования управляющего кода и микрокоманда выполняется за один такт. Таким образом реализуется максимально возможное быстродействие МК. Недостатком данного типа архитектуры МК является большие аппаратные затраты и избыточность микрокоманды. Но благодаря открытой архитектуре микрокоманда может иметь сокращенный размер, если количество функций контроллера ограничено.