Vi lập trình là một phương pháp triển khai đơn vị điều khiển của máy tính một cách có hệ thống. Tóm lại, đó là quá trình tạo vi mã cho bộ vi xử lý. Microcode là một mã phụ chỉ định cách bộ vi xử lý sẽ hoạt động khi nó thực hiện các lệnh ngôn ngữ máy và Microcode đôi khi được gọi là Microprogram khi nó được sử dụng trong một hoạt động cụ thể. Mặt khác, một đơn vị điều khiển được lập trình vi mô lưu các giá trị điều khiển nhị phân dưới dạng các từ trong bộ nhớ.
Vi lập trình ngang so với vi lập trình dọc
Sự khác biệt giữa vi lập trình ngang và vi lập trình dọc là sự hỗ trợ của chúng, mức độ sử dụng song song của vi lập trình và tính linh hoạt. Cả hai đều khác nhau khi nói đến mã hóa bằng bit. Chúng cũng khác nhau về thiết kế và cách xử lý, giúp chúng có thể tìm ra dữ liệu.
Các tín hiệu điều khiển trong Thiết bị Điều khiển Vi lập trình nằm ngang được biểu diễn ở định dạng nhị phân được giải mã. Mỗi bit trong vi lập trình ngang có liên quan đến một điểm điều khiển duy nhất, cho thấy rằng hoạt động vi mô áp dụng sẽ được thực hiện. Bởi vì mỗi vi lệnh có thể chỉ huy một số tài nguyên cùng một lúc, nó có khả năng cải thiện việc sử dụng phần cứng đồng thời giảm số lượng vi lệnh cần thiết cho mỗi vi chương trình.
Các tín hiệu điều khiển trong một đơn vị điều khiển vi lập trình dọc được mã hóa ở định dạng nhị phân. Mỗi hoạt động vi mô có mã của nó, mã này được bộ giải mã dịch thành các tín hiệu điều khiển riêng biệt. Các trường vi lệnh được sử dụng hoàn toàn bởi vì chỉ cần xác định hoạt động vi mô được thực hiện. Ngoài ra, vi chương trình dọc dễ viết hơn vi chương trình ngang.
Bảng so sánh giữa vi lập trình ngang và dọc
| Các thông số so sánh | Lập trình vi mô ngang | Lập trình vi mô dọc |
| Mức độ song song | mức độ song song cao hơn | mức độ song song thấp |
| Linh hoạt | Nó kém linh hoạt | Nó linh hoạt hơn |
| Mã hóa | Nó sử dụng mã hóa ROM ít hơn so với Lập trình vi mạch dọc | Nó sử dụng nhiều hơn mã hóa ROM |
| Phần cứng bổ sung | Không cần phần cứng bổ sung | Phần cứng bổ sung ở dạng bộ giải mã |
| Sự nối tiếp | Nó sử dụng vi cấu trúc ngang | Nó sử dụng vi cấu trúc dọc |
Vi lập trình ngang là gì?
Trong thiết bị điều khiển Micro được lập trình ngang, các tín hiệu điều khiển được hiển thị ở định dạng nhị phân được giải mã, đó là 1but / CS ở đó tín hiệu điều khiển ‘n’ cần n nhưng mã hóa.
Mỗi bit trong vi lập trình ngang có liên quan đến một điểm điều khiển riêng, chứng tỏ rằng hoạt động vi mô có liên quan sẽ được thực hiện. Bởi vì mỗi vi lệnh có thể quản lý nhiều khu nghỉ dưỡng cùng một lúc, nó có tiềm năng cải thiện việc sử dụng phần cứng đồng thời cũng yêu cầu ít vi lệnh hơn trên mỗi vi chương trình. Mặt khác, các vi chương trình nằm ngang thường đại diện cho một tập hợp các hoạt động vi mô được thực hiện đồng thời.
Nó cho phép song song hơn trong khi sử dụng ít mã hóa hơn và tách các trường điều khiển. Mặt khác, việc phát triển các vi chương trình sử dụng tài nguyên một cách tối ưu hoặc hiệu quả là một thách thức khó khăn. Bởi vì mỗi bit điều khiển là độc lập với các bit khác, vi lập trình ngang cung cấp rất nhiều tự do. Bởi vì nó dài hơn vi lệnh dọc, nó thường cung cấp nhiều thông tin hơn.
Vi lập trình ngang, giống như ngôn ngữ máy truyền thống, sử dụng một cách tuần tự để thể hiện các thông số kỹ thuật tiếp theo trong phần mềm hợp lý. Mỗi bit được liên kết với một lệnh duy nhất, chỉ ra rằng nó tương ứng với điểm điều khiển liên quan. Một hoạt động vi mô sẽ được thực hiện. Các nhánh vừa có điều kiện vừa không có điều kiện. Trình tự sau đó phải được phá vỡ bằng cách sử dụng các tính năng điều khiển.
Lập trình vi mô dọc là gì?
Tín hiệu điều khiển được xác định ở định dạng nhị phân được mã hóa trong đơn vị điều khiển được lập trình vi dọc và tín hiệu điều khiển ‘n’ yêu cầu mã hóa bit log2n. Vi lập trình dọc, trái ngược với vi lập trình ngang, sử dụng một định dạng linh hoạt và mức độ mã hóa cao hơn. Nó không chỉ làm giảm độ dài của vi cấu trúc mà còn tránh để độ dài của vi cấu trúc bị ảnh hưởng trực tiếp do dung lượng bộ nhớ tăng lên. Trong hầu hết các trường hợp, mỗi vi lệnh dọc đại diện cho một thao tác vi mô duy nhất.
Vi chương trình dọc có mật độ mã cao hơn, điều này có lợi cho quy mô của cửa hàng kiểm soát. Vi lệnh dọc tương tự như kiểu ngôn ngữ máy truyền thống, chỉ bao gồm một thao tác và một vài toán hạng. Viết vi chương trình dọc dễ hơn viết vi chương trình ngang. Cấu trúc vi mô dọc tương tự như ngôn ngữ máy cổ điển, chỉ có một hành động và một vài toán hạng. Do đó, lập trình vi mô rất dễ thực hiện. Nó thường bao gồm bốn đến sáu trường, mỗi trường yêu cầu 16 đến 32 bit cho mỗi lệnh.
Vi chương trình dọc có độ bão hòa mã cao hơn, điều này có lợi cho năng lực của cửa hàng kiểm soát. Cấu trúc vi lệnh dọc tương tự như kiểu ngôn ngữ máy truyền thống, chỉ bao gồm một chức năng và một vài phần tử xử lý. Mỗi vi lệnh dọc xác định một vi hoạt động cụ thể, với các toán hạng chỉ ra nguồn dữ liệu và phần chìm.
Sự khác biệt chính giữa vi lập trình ngang và vi lập trình dọc
- Lập trình vi mô ngang cho phép mức độ song song cao hơn; nếu mức độ là n, thì n tín hiệu điều khiển được bật cùng một lúc. Mặt khác, lập trình vi mô ngang cho phép mức độ song song thấp; nếu mức độ là 0 hoặc 1, thì chỉ một tín hiệu điều khiển được bật tại một thời điểm.
- Thiết bị điều khiển Vi lập trình theo chiều ngang kém linh hoạt hơn đơn vị điều khiển Vi lập trình theo chiều dọc.
- Lập trình vi mô ngang ít sử dụng mã hóa RaoM hơn, trong khi lập trình vi mô dọc sử dụng nhiều mã hóa ROM hơn để giảm độ dài của từ điều khiển.
- Cũng không cần phần cứng bổ sung cho Lập trình vi mô ngang, nhưng trong Lập trình vi mô dọc, phần cứng bổ sung ở dạng bộ giải mã được yêu cầu để tạo tín hiệu điều khiển.
- Vi lập trình ngang sử dụng vi lệnh ngang, trong đó mỗi bit trong trường điều khiển được liên kết với một đường điều khiển. Mặt khác, vi lập trình dọc sử dụng vi cấu trúc dọc, trong đó mỗi hành động được gán một mã, mã này sau đó được bộ giải mã dịch thành các tín hiệu điều khiển riêng lẻ.
Sự kết luận
Vi lập trình là một giải pháp cực kỳ hiệu quả cho thách thức xây dựng bộ điều khiển một cách có hệ thống, và nó đã được sử dụng trong đại đa số các bộ xử lý (với một số thay đổi nhỏ) từ giữa những năm 1960 đến cuối những năm 1980.
Các vi lệnh dọc, trái ngược với các vi lệnh ngang, đại diện cho các hoạt động vi mô đơn lẻ. Vi chương trình dọc mã hóa các bit điều khiển, nhưng vi chương trình ngang cho phép mức độ song song cao với mã hóa thấp và các trường điều khiển riêng biệt. Vi lập trình ngang nhanh hơn đơn vị điều khiển vi lập trình dọc.
Vi lập trình ngang hỗ trợ các từ điều khiển dài hơn, trong khi Lập trình vi mô dọc hỗ trợ các từ điều khiển ngắn hơn. Quyết định giữa hai cách phải được thực hiện với sự cân nhắc. Tuy nhiên, trong thực tế, các nhà thiết kế kết hợp các kiểu cấu trúc vi mô ngang và dọc để tạo ra một cấu trúc vừa nhỏ gọn vừa hiệu quả.
