11.2. МИКРОПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В МПАС

Микропрограммная организация управления в МПАС находит широкое применение. Запись алгоритмов в терминах микрокоманд — микропрограммирование используется при разработке ПО МПАС.

Выделяют два подхода к использованию микропрограммирования: 1) микропрограммная реализация некоторого списка команд, в терминах которых будут затем записываться алгоритмы прикладных задач, т. е. создание программного уровня МПС; 2) непосредственная микропрограммная реализация алгоритмов прикладных задач.

В первом случае требуется написание относительно небольшого числа микропрограмм небольшого объема — от нескольких микрокоманд до двух-трех десятков микрокоманд на микропрограмму. Общий объем микропрограмм реализации списка команд обычно составляет несколько сотен микрокоманд. Если список команд соответствует системе команд конкретной ЭВМ, то для разработки прикладных программ может быть использовано имеющееся ПО этой ЭВМ. В противном случае придется либо программировать в кодах команд программного уровня, либо создавать собственное ПО разработки. Объем работ собственно по микропрограммированию здесь относительно невелик.

Во втором случае, т. е. при непосредственном микропрограммировании прикладных задач, обеспечивается наиболее эффективное использование аппаратных средств, максимальное быстродействие МПАС при решении данных задач. Кроме того, что эти черты являются ценными сами по себе, в ряде случаев они позволяют использовать МТ там, где ранее применялись только быстродействующие специализированные схемы. Однако трудоемкость микропрограммирования прикладных задач значительно выше трудоемкости их программирования. Объем микропрограмм зависит от конкретных прикладных задач и может быть достаточно большим, а сложность написания и отладки микропрограмм быстро возрастает с ростом их объема.

Разные задачи, стоящие перед микропрограммированием, определяют в значительной степени различный подход к организации процесса микропрограммирования.

Микропрограммирование может вестись либо непосредственно в двоичных кодах микрокоманд, либо с использованием языка символьной записи микрокоманд — языка микроассемблера, либо на языке высокого уровня (ЯВУ).

Микропрограммирование в кодах микрокоманд позволяет составлять и отлаживать лишь небольшие микропрограммы. Трудоемкость такого процесса высока, микропрограммы в двоичных кодах трудно читаемы и неудобны в отладке.

Более предпочтительно использовать для микропрограммирования символическую запись микрокоманд — язык микроассемблера. Различные поля микрокоманд задаются в этом случае их символическими обозначениями, которые в совокупности составляют символическую запись микрокоманды. Микропрограмма в символической записи легче составляется, лучше читаема, проще для понимания и отладки.

Это сказывается в большей производительности микропрограммирования и улучшения качества микропрограмм. С точки зрения создания эффективных микропрограмм работа на языке микроассемблера предоставляет такие же возможности, что и микропрограммирование в двоичных кодах. Однако разработчик при этом должен располагать микроассемблером - программой, производящей перевод символических обозначений микрокоманд в их двоичные коды. Такой микроассемблер может представлять собой достаточно сложную программу.

Микропрограммируемые устройства и системы часто строятся на базе МПК (например, серия К 589), БИС которых ориентированы на создание устройств с микропрограммным управлением. Построенные на базе таких МПК устройства могут иметь различный формат микрокоманд, значительно отличающийся в разных системах. Тем не менее значительную часть этих микрокоманд составляют поля, управляющие работой БИС МПК, задающие обычно основные действия как по обработке информации в МПАС, так и по формированию адреса следующей микрокоманды. Для некоторых МПК разработаны кроссовые системы микропрограммирования систем, строящихся на базе конкретного МПК. В таких системах микропрограммирования имеется возможность задать структуру микрокоманды — состав, расположение, обозначение и кодирование полей микрокоманды, причем поля, управляющие работой БИС МПК, имеют стандартные, заданные в описании обозначения. Кроме задания символических обозначений полей микрокоманд подобные системы предоставляют обычно возможность задавать символические имена адресуемым в микрокоманде элементам памяти — регистрам, ячейкам основной и управляющей памяти.

Наличие символических имен ячеек управляющей памяти позволяет, в частности, задавать переходы в микропрограммах в более удобном символическом виде. Однако это не всегда означает возможность символьной адресации в том плане, в котором это реализуется в обычных ассемблерах, где обеспечивается автоматическое размещение команд программы и привязка символических имен к физическим адресам. В ряде систем микропрограммирования привязка символических наименований к физическим адресам управляющей памяти, хранящей микропрограммы, возлагается на программиста.