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，效率更高。因此，許多CISC處理器擁有複雜的指令解碼器，實際上將CISC機器程式碼轉換為稱為微程式碼的RISC類內部指令集。這些微程式碼然後被饋送到基於RISC設計的處理器的內部核心。

實現儲存器-儲存器體系結構CPU最常見的方法是使用一個小的“控制儲存器”ROM（即使是單晶片微處理器，也不僅僅是線繞機）。控制儲存器的輸出資料位被鎖存到微指令暫存器中（類似於從RAM中獲取的指令被鎖存到指令暫存器中）。確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連線到時鐘訊號的東西。稍後我們將討論“流水線”，一種涉及連線到時鐘訊號的流水線暫存器的技術）。

微指令暫存器中的一些位只用於驅動控制儲存器的一些地址位。那些位——流水線暫存器的那個子欄位——有時被稱為“微程式計數器”，儘管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都會遞增，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的一些地址線由狀態位驅動，例如Z標誌和C標誌。

一些CPU，例如ECOMIPS、英特爾酷睿2和英特爾至強，使用“可寫入微程式碼”——微程式碼不是儲存在ROM或硬連線邏輯中，而是儲存在一個稱為可寫入控制儲存器或WCS的RAM中。

進一步閱讀

• "維克托的驚人4位處理器"具有微程式碼，他說這些微程式碼 *可以* 用傳統二極體矩陣中的大約90個二極體來實現；但他使用一個快閃記憶體晶片來實現微程式碼，他可以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。