微處理器設計/微程式碼

微處理器設計

RISC單元通常比CISC單元更快、更高效。 出於這個原因，許多CISC處理器擁有複雜的指令解碼器，實際上將CISC機器碼轉換為稱為微程式碼的類似RISC的內部指令集。 然後，這些微程式碼被饋送到基於RISC設計的處理器的內部核心。

實現記憶體-記憶體體系結構CPU 的最常見方法（即使是單晶片微處理器，不僅僅是 線繞機）是使用一個小的“控制儲存器”ROM。 控制儲存器的輸出資料位被鎖存在微指令暫存器 中（類似於從RAM獲取的指令被鎖存在指令暫存器中的方式）。 決定系統迴圈時間的時鐘訊號主要對微指令暫存器進行時鐘控制。 儲存在微指令暫存器中的位直接控制著CPU中發生的一切。（在一些處理器中，微指令暫存器是唯一與時鐘訊號相連的東西。 稍後我們將討論“流水線”，這是一種涉及與時鐘訊號相連的流水線暫存器的技術）。

微指令暫存器中的一些位僅僅驅動控制儲存器的一些地址位。 這些位——流水線暫存器的那個子欄位——有時被稱為“微程式計數器”，即使它僅僅是一個鎖存器——通常對控制儲存器進行程式設計，使得這些位在每個時鐘週期遞增，並在新的指令被載入到指令暫存器時復位為零。 指令暫存器直接驅動控制儲存器ROM的一些地址線。 控制儲存器ROM的另外一些地址線由狀態位驅動，如Z標誌位和C標誌位。

一些CPU，如ECOMIPS、英特爾酷睿2和英特爾至強，使用“可寫微程式碼”——而不是將微程式碼儲存在ROM或硬連線邏輯中，而是將微程式碼儲存在一個稱為可寫控制儲存器或WCS的RAM中。

進一步閱讀

• "Viktor's Amazing 4-bit Processor" 的微程式碼，據他說，*可能*可以用傳統二極體矩陣中的大約90個二極體來實現； 但是他用一個Flash儲存器晶片實現了微程式碼，他可以使用手動開關在電路中重新程式設計。

• Dieter Mueller 的 MT15 使用電晶體而不是二極體在一個大的AND-OR PLA（可程式設計邏輯陣列）矩陣中實現微程式碼。