Microprogramación

La microprogramación en una Arquitectura de Computadoras consiste en reemplazar el Secuenciador Central cableado por un secuenciador programado. A cada instrucción de la Computadora le corresponde un micro-programa almacenado en una memoria de control, cuya ejecución genera las Señales de Gobierno que gobiernan la ejecución de la instrucción.

Se llama micro-instrucciones a las instrucciones del micro-programa. Ejecutar una micro-instrucción genera micro-órdenes.

La microprogramación permite tener ordenadores de código de instrucción variable, es decir que es posible modificar fácilmente el conjunto de instrucciones de una computadora micro-programada. Abre un campo entre hardware y software denominado firmware.

Los fundamentos de la microprogramación se definieron en el Modelo de Wilkes en 1951.

Codificación de las Micro-instrucciones

• Por campos: se dividen las micro-ordenes en grupos indepppendientes para que sea imposible que en cada grupo se den micro-órdenes simultáneas. Además, para la comodidad del programador, cada grupo corresponde a un tipo de función (apertura de puertas de Registros a Buses, gobierno de una unidad funcional, etc). Genera micro-instrucciones largas pero ofrece una decodificación más directa.
• Por tipo de instrucción: se le da a la micro-instrucción una estructura similar a la de una instrucción, con código de operación y dirección de operando. Su decodificación es compleja pero logra una longitud pequeña.

Direccionamiento de las Micro-instrucciones

• Secuencial: la próxima micro-instrucción es la de la dirección siguiente. Es simple y no alarga a la micro-instrucción. Requiere micro-instrucciones de salto.
• Explícito: similar al modelo de Wilkes, cada micro-instrucción tiene en sus bits de menor peso el formato [A..][..I..][..B] y se calcula la siguiente micro-instrucción de esta manera:
  • Si $I=0⟹$ siguiente micro-instrucción $=(A)+(B)$.
  • Si $I=1⟹$ siguiente micro-instrucción $=(A)+(C)$.

Acompasamiento de las Micro-instrucciones

• Ritmo fijo: se suele usar en microprogramación por campo.
• Ritmo variable: se suele usar en microprogramación por tipo de instrucción. Cada micro-instrucción define el ritmo que desea.