Mikroarchitekturen und Mikroprogrammierung: Formale Beschreibung und Optimierung

Kapitel 2 umfaBt zuniichst eine verbale Beschreibung der fur die Mikroprogrammierung wichtigen Begriffe und Techniken (Abschnitt 2.1), wobei zur Erliiuterung abstrakte Maschinen oder Maschinen­ elemente dargestellt werden. Danach folgt in Abschnitt 2.2, aufbauend auf dem sogenannten Tupelmodell von Mikrooperationen, eine formale Priizisierung der eingefuhrten Begriffe. Zur Veranschaulichung werden in diesem Abschnitt Beispiele konkreter mikroprogrammierter Maschinen verwendet. Es handelt sich dabei jeweils urn Strukturen auf der Basis von Bitslice-Mikroprozessoren, also denjenigen Elementen, die durch ihre weite Verbreitung und flexible Nutzbarkeit in den letzten 5 Jahren zu einer deutlichen Aufwertungder Bedeutung der Mikroprogrammierung im Rahmen der Rechnerarchitektur gefuhrt haben. Das Tupelmodell und die auf ihm aufbauenden Definitionen bilden die Basis fur die einheitliche Darstellung der Optimierungsprobleme in den folgenden Kapiteln 3 und 4. 2. 1 Mikroprogrammierung, eine verbale EinfUhrung 2.1.1 Mikroprogrammierung: eine Realisierung des Leitwerkes von Rechnern Mikroprogrammierung ist eine strukturierte Losung der Realisierung des Leitwerkes von Rechnern. 1m Gegensatz zu der festverdrahteten Leitwerk-Realisierung, wo die fUr die einzelnen Teilwerke benotigten Steuersignale durch ein komplexes sequentielles kombinatorisches Netzwerk erzeugt werden, wird bei den heute iiblichen Techniken der Mikroprogrammierung die Steuerinformation in Form von Mikro­ programmen (MP), die meist in getrennten Steuerspeichern, den Mikroprogrammspeichern (MPS) gehalten werden, dargestellt.

1. Motivation und Obersieht.- 2. Mikroprogrammierung, eine verbale und eine formale Einführung.- 2.1 Mikroprogrammierung, eine verbale Einführung.- 2.2 Formale Besehreibung der Mikroprogrammierung: das Tupelmodell.- 3. Reduktion der Wortlange von Mikroinstruktion en.- 3.1 Motivation und Problemstellung.- 3.2 Varianten der Kodierung der Steuerinformation.- 3.3 Bestimmung der minimalen Kodierung von Mikroinstruktionen ("Optimale Verzonung").- 3.4 Pragmatische Ansätze zur Wortlangenreduktion.- 4. Reduktion der Anzahl von Mikroinstruktionen in Mikroprogrammen: lokale und globale Kompaktifizierung.- 4.1 Motivation und Problemstellung.- 4.2 Lokale Kompaktifizierung.- 4.3 Globale Kompaktifizierung.- 4.4 Hohere Mikroprogrammiersprachen, Problemstellung.- 5. Ausblick.- 6. Literatur.- Stichwortverzeichnis.- Abkürzungsverzeichnis.