Para ejecutar una instrucción, la unidad de control de la CPU debe generar la señal de control requerida en la secuencia adecuada. Se utilizan dos enfoques para generar las señales de control en la secuencia adecuada, como la unidad de control cableada y la unidad de control microprogramada.
Unidad de control cableada:
el hardware de control se puede ver como una máquina de estado que cambia de un estado a otro en cada ciclo de reloj, según el contenido del registro de instrucciones, los códigos de condición y las entradas externas. Las salidas de la máquina de estado son las señales de control. La secuencia de la operación realizada por esta máquina está determinada por el cableado de los elementos lógicos y, por lo tanto, se denomina «cableado».
- Se utilizan circuitos lógicos fijos que corresponden directamente a las expresiones booleanas para generar las señales de control.
- El control cableado es más rápido que el control microprogramado.
- Un controlador que utiliza este enfoque puede operar a alta velocidad.
- La arquitectura RISC se basa en la unidad de control cableada
Unidad de Control Microprogramada –
- Las señales de control asociadas con las operaciones se almacenan en unidades de memoria especiales inaccesibles para el programador como palabras de control.
- Las señales de control son generadas por un programa que es similar a los programas de lenguaje de máquina.
- La unidad de control microprogramada tiene una velocidad más lenta debido al tiempo que lleva obtener las microinstrucciones de la memoria de control.
Algunos Términos Importantes –
- Palabra de control: Una palabra de control es una palabra cuyos bits individuales representan varias señales de control.
- Microrutina: Una secuencia de palabras de control correspondiente a la secuencia de control de una instrucción de máquina constituye la microrutina para esa instrucción.
- Microinstrucción: Las palabras de control individuales en esta microrutina se denominan microinstrucciones.
- Microprograma: Una secuencia de microinstrucciones se denomina microprograma, que se almacena en una ROM o RAM llamada Memoria de control (CM).
- Almacén de control: las microrutinas para todas las instrucciones en el conjunto de instrucciones de una computadora se almacenan en una memoria especial llamada Almacén de control.
Tipos de Unidad de Control Microprogramada – Según el tipo de Palabra de Control almacenada en la Memoria de Control (CM), se clasifica en dos tipos:
1. Unidad de Control Microprogramada Horizontal:
Las señales de control se representan en el formato binario decodificado que es 1 bit/CS. Ejemplo: si hay 53 señales de control presentes en el procesador, se requieren 53 bits. Se puede habilitar más de 1 señal de control a la vez.
- Admite palabras de control más largas.
- Se utiliza en aplicaciones de procesamiento paralelo.
- Permite un mayor grado de paralelismo. Si el grado es n, n CS se habilita a la vez.
- No requiere hardware adicional (decodificadores). Significa que es más rápido que Vertical Microprogrammed.
- Es más flexible que los verticales microprogramados.
2. Unidad de Control Vertical Microprogramada:
Las señales de control se representan en formato binario codificado. Para señales de control N, se requieren bits Log2(N).
- Admite palabras de control más cortas.
- Admite una fácil implementación de nuevas señales de control, por lo que es más flexible.
- Permite un bajo grado de paralelismo, es decir, el grado de paralelismo es 0 o 1.
- Requiere hardware adicional (decodificadores) para generar señales de control, implica que es más lento que el microprogramado horizontal.
- Es menos flexible que el horizontal pero más flexible que el de una unidad de control cableada.
Preguntas de GATE CS Corner
Practicar las siguientes preguntas lo ayudará a evaluar su conocimiento. Todas las preguntas se han hecho en GATE en años anteriores o en pruebas simuladas de GATE. Es muy recomendable que los practiques.
Referencias –
Unidad de control – Unidad de control de Wikipedia
– edux.pjwstk.edu.pl
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Artículo escrito por GeeksforGeeks-1 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA