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，效率更高。因此，许多CISC处理器拥有复杂的指令解码器，实际上将CISC机器代码转换为称为微代码的RISC类内部指令集。这些微代码然后被馈送到基于RISC设计的处理器的内部核心。

实现存储器-存储器体系结构CPU最常见的方法是使用一个小的“控制存储器”ROM（即使是单芯片微处理器，也不仅仅是线绕机）。控制存储器的输出数据位被锁存到微指令寄存器中（类似于从RAM中获取的指令被锁存到指令寄存器中）。确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连接到时钟信号的东西。稍后我们将讨论“流水线”，一种涉及连接到时钟信号的流水线寄存器的技术）。

微指令寄存器中的一些位只用于驱动控制存储器的一些地址位。那些位——流水线寄存器的那个子字段——有时被称为“微程序计数器”，尽管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都会递增，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的一些地址线由状态位驱动，例如Z标志和C标志。

一些CPU，例如ECOMIPS、英特尔酷睿2和英特尔至强，使用“可写入微代码”——微代码不是存储在ROM或硬连线逻辑中，而是存储在一个称为可写入控制存储器或WCS的RAM中。

进一步阅读

• "维克托的惊人4位处理器"具有微代码，他说这些微代码 *可以* 用传统二极管矩阵中的大约90个二极管来实现；但他使用一个闪存芯片来实现微代码，他可以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。