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Mikroprogramm Das ist der Algorithmus eines steuerwerks in einem Prozessor zum Steuern seines Rechenwerks e werden mitte

Mikroprogramm

Das Mikroprogramm ist der Algorithmus eines Mikroprogrammsteuerwerks in einem Prozessor zum Steuern seines Rechenwerks. Mikroprogramme werden mittels Mikroprogrammierung erstellt. Dazu werden Mikrobefehle eines Mikroprogramms in einer adressierbaren Reihenfolge angeordnet und in einem Festwertspeicher, dem sog. Mikroprogrammspeicher, bereitgestellt. Die Mikrobefehle enthalten in binärer Form codierte Anweisungen mit fester Bit-Anzahl zur Aktivierung und Deaktivierung logischer Funktionseinheiten. Auf diese Weise bestimmt das Mikroprogrammsteuerwerk mit Hilfe des Mikroprogramms, welche Schaltvorgänge in welcher Reihenfolge zur Umsetzung von Maschinenbefehlen für ein Rechenwerk benötigt werden. Unter Umständen werden Schaltvorgänge nicht in vollem Umfang unmittelbar durch den Mikrocode initiiert, sondern durch nachgeordnete Nanoprogramme, die als Nanocode realisiert sind. Die Gesamtheit aller im Mikroprogrammspeicher binär codierten Mikrobefehle bilden den Mikrocode.

Zusätzlich enthalten die Mikrobefehle eine inhärent codierte Adressierungsvorschrift, mit deren Hilfe die Position des nächsten anzusteuernden Mikrobefehls zur taktweisen, zyklischen Abarbeitung des Steuerablaufplans berechnet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Mikrobefehle im Mikroprogramm nicht nur in aufsteigender Adressreihenfolge mit einfacher Sprungweite auszuführen, sondern ebenso in Adressierungssequenzen, die absolute, relative und bedingte Adressierungssprünge beinhalten können. Somit besteht die Möglichkeit einer möglichst redundanzfreien Strukturierung des Ablaufplans bzgl. sich wiederholender Mikrobefehlssequenzen. Somit besteht die Möglichkeit den begrenzt vorhandenen Mikrobefehlsspeicher in einer CPU für die Programmierung von Maschinenbefehlen in der Steuersprache der Mikrobefehle möglichst effektiv zu nutzen.

Das Mikroprogramm kann unmittelbar in Form binär codierter Mikrobefehle erstellt werden. Aber auch Hilfsmittel wie Mikroassembler können zur Mikroprogrammierung herangezogen werden, um die Steueranweisungen der Mikrobefehle eines Mikrocodeprogramms aus einer lesbaren Darstellung in die unübersichtliche binäre Mikrobefehlsform automatisiert zu übersetzen. Gleichzeitig kann mit dem Mikroassembler der Mikroprogrammspeicherinhalt und die inhärent codierte Adressierungsreihenfolge einer programmierten Mikrobefehlssequenz flexibel verwaltet werden. Die Erstellung eines Mikroprogramms zur Steuerung einer virtuellen Recheneinheit wird mit dem Mikrocodesimulator MikroSim auf didaktische Weise vermittelt.

Literatur Bearbeiten

  • H.P. Gumm, M. Sommer: Einführung in die Informatik. Oldenbourg, 8. Auflage, 2009, ISBN 978-3-486-58724-1.
  • K. Wüst: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg+Teubner Verlag, 3. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8348-0461-7.
  • Helmut Bähring: Mikrorechner-Technik, Band 1, Mikroprozessoren und Digitale Signalprozessoren. Springer, 3. Auflage, 2002, ISBN 3-540-41648-X.
  • Helmut Bähring: Mikrorechner-Technik, Band 2, Busse, Speicher, Peripherie und Mikrocontroller. Springer, 3. Auflage, 2002, ISBN 3-540-43693-6.
  • Brinkschulte, Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren. Springer, 2002, ISBN 3-540-43095-4.

Weblinks Bearbeiten

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Das Mikroprogramm ist der Algorithmus eines Mikroprogrammsteuerwerks in einem Prozessor zum Steuern seines Rechenwerks Mikroprogramme werden mittels Mikroprogrammierung erstellt Dazu werden Mikrobefehle eines Mikroprogramms in einer adressierbaren Reihenfolge angeordnet und in einem Festwertspeicher dem sog Mikroprogrammspeicher bereitgestellt Die Mikrobefehle enthalten in binarer Form codierte Anweisungen mit fester Bit Anzahl zur Aktivierung und Deaktivierung logischer Funktionseinheiten Auf diese Weise bestimmt das Mikroprogrammsteuerwerk mit Hilfe des Mikroprogramms welche Schaltvorgange in welcher Reihenfolge zur Umsetzung von Maschinenbefehlen fur ein Rechenwerk benotigt werden Unter Umstanden werden Schaltvorgange nicht in vollem Umfang unmittelbar durch den Mikrocode initiiert sondern durch nachgeordnete Nanoprogramme die als Nanocode realisiert sind Die Gesamtheit aller im Mikroprogrammspeicher binar codierten Mikrobefehle bilden den Mikrocode Zusatzlich enthalten die Mikrobefehle eine inharent codierte Adressierungsvorschrift mit deren Hilfe die Position des nachsten anzusteuernden Mikrobefehls zur taktweisen zyklischen Abarbeitung des Steuerablaufplans berechnet werden kann Auf diese Weise ist es moglich Mikrobefehle im Mikroprogramm nicht nur in aufsteigender Adressreihenfolge mit einfacher Sprungweite auszufuhren sondern ebenso in Adressierungssequenzen die absolute relative und bedingte Adressierungssprunge beinhalten konnen Somit besteht die Moglichkeit einer moglichst redundanzfreien Strukturierung des Ablaufplans bzgl sich wiederholender Mikrobefehlssequenzen Somit besteht die Moglichkeit den begrenzt vorhandenen Mikrobefehlsspeicher in einer CPU fur die Programmierung von Maschinenbefehlen in der Steuersprache der Mikrobefehle moglichst effektiv zu nutzen Das Mikroprogramm kann unmittelbar in Form binar codierter Mikrobefehle erstellt werden Aber auch Hilfsmittel wie Mikroassembler konnen zur Mikroprogrammierung herangezogen werden um die Steueranweisungen der Mikrobefehle eines Mikrocodeprogramms aus einer lesbaren Darstellung in die unubersichtliche binare Mikrobefehlsform automatisiert zu ubersetzen Gleichzeitig kann mit dem Mikroassembler der Mikroprogrammspeicherinhalt und die inharent codierte Adressierungsreihenfolge einer programmierten Mikrobefehlssequenz flexibel verwaltet werden Die Erstellung eines Mikroprogramms zur Steuerung einer virtuellen Recheneinheit wird mit dem Mikrocodesimulator MikroSim auf didaktische Weise vermittelt Literatur BearbeitenH P Gumm M Sommer Einfuhrung in die Informatik Oldenbourg 8 Auflage 2009 ISBN 978 3 486 58724 1 K Wust Mikroprozessortechnik Grundlagen Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren Mikrocontrollern und Signalprozessoren Vieweg Teubner Verlag 3 Auflage 2008 ISBN 978 3 8348 0461 7 Helmut Bahring Mikrorechner Technik Band 1 Mikroprozessoren und Digitale Signalprozessoren Springer 3 Auflage 2002 ISBN 3 540 41648 X Helmut Bahring Mikrorechner Technik Band 2 Busse Speicher Peripherie und Mikrocontroller Springer 3 Auflage 2002 ISBN 3 540 43693 6 Brinkschulte Ungerer Mikrocontroller und Mikroprozessoren Springer 2002 ISBN 3 540 43095 4 Weblinks BearbeitenMikrocodesimulator MikroSim 2010 0 1 SimWare abgerufen am 3 Oktober 2010 P6 Family Processor Microcode Update Feature Review J Molina W Arbaugh 2000 abgerufen am 3 Oktober 2010 A Brief History of Microprogramming M Smotherman 2010 abgerufen am 3 Oktober 2010 Computer Structures Principles and Examples Part 2 Regions Of Computer Space Section 1 Microprogram Based Processors Seite 151 ff McGraw Hill Computer Science Series abgerufen am 3 Oktober 2010 Intel R 64 and IA 32 Architectures Software Developer s Manual Volume 3A System Programming Guide Part 1 Chapter 9 11 Microcode update facilities Intel Cooperation Dezember 2009 abgerufen am 3 Oktober 2010 Intel Microcode Update Utility Abgerufen am 30 September 2012 A microcode reliability update is available that improves the reliability of systems that use Intel processors Microsoft abgerufen am 3 Oktober 2010 englisch BIOS Update required when Missing Microcode message is seen during POST Intel Cooperation abgerufen am 3 Oktober 2010 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Mikroprogramm amp oldid 233921594