微处理器设计/微代码

微处理器设计

RISC单元通常比CISC单元更快、更高效。 出于这个原因，许多CISC处理器拥有复杂的指令解码器，实际上将CISC机器码转换为称为微代码的类似RISC的内部指令集。 然后，这些微代码被馈送到基于RISC设计的处理器的内部核心。

实现内存-内存体系结构CPU 的最常见方法（即使是单芯片微处理器，不仅仅是 线绕机）是使用一个小的“控制存储器”ROM。 控制存储器的输出数据位被锁存在微指令寄存器 中（类似于从RAM获取的指令被锁存在指令寄存器中的方式）。 决定系统循环时间的时钟信号主要对微指令寄存器进行时钟控制。 存储在微指令寄存器中的位直接控制着CPU中发生的一切。（在一些处理器中，微指令寄存器是唯一与时钟信号相连的东西。 稍后我们将讨论“流水线”，这是一种涉及与时钟信号相连的流水线寄存器的技术）。

微指令寄存器中的一些位仅仅驱动控制存储器的一些地址位。 这些位——流水线寄存器的那个子字段——有时被称为“微程序计数器”，即使它仅仅是一个锁存器——通常对控制存储器进行编程，使得这些位在每个时钟周期递增，并在新的指令被加载到指令寄存器时复位为零。 指令寄存器直接驱动控制存储器ROM的一些地址线。 控制存储器ROM的另外一些地址线由状态位驱动，如Z标志位和C标志位。

一些CPU，如ECOMIPS、英特尔酷睿2和英特尔至强，使用“可写微代码”——而不是将微代码存储在ROM或硬连线逻辑中，而是将微代码存储在一个称为可写控制存储器或WCS的RAM中。

进一步阅读

• "Viktor's Amazing 4-bit Processor" 的微代码，据他说，*可能*可以用传统二极管矩阵中的大约90个二极管来实现； 但是他用一个Flash存储器芯片实现了微代码，他可以使用手动开关在电路中重新编程。

• Dieter Mueller 的 MT15 使用晶体管而不是二极管在一个大的AND-OR PLA（可编程逻辑阵列）矩阵中实现微代码。