Unterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit

Das Hauptunterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit ist das Eine fest verdrahtete Steuereinheit ist eine sequentielle Schaltung, die Steuersignale erzeugt, während eine mikroprogrammierte Steuereinheit eine Einheit mit Mikrobefehlen im Steuerspeicher ist, um Steuersignale zu erzeugen.

Der Prozessor oder die CPU ist die Hauptkomponente des Computers, der die meisten Aufgaben erledigt. Es besteht aus zwei Hauptuntersystemen: Arithmetik und Logikeinheit (ALU) und der Steuereinheit (CU). Die ALU erledigt die mathematischen und logischen Operationen, während CU Timing- und Steuersignale an die anderen Einheiten sendet, um die Aufgaben zu synchronisieren. Die Control Unit kann entweder fest verdrahtet oder mikroprogrammiert sein. Festverdrahtete Steuereinheiten sind schwer zu modifizieren, zu decodieren und zu implementieren, führen jedoch die Operationen viel schneller aus. Auf der anderen Seite sind mikroprogrammierte Control Units einfacher zu modifizieren, zu decodieren, zu implementieren und können komplexe Anweisungen verarbeiten.

Wichtige Bereiche

1. Was ist eine fest verdrahtete Steuereinheit?
- Definition, Funktionalität
2. Was ist eine mikroprogrammierte Steuereinheit?
- Definition, Funktionalität
3. Unterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

Verdrahtete, mikroprogrammierte Steuereinheit


Was ist eine fest verdrahtete Steuereinheit?

Die fest verdrahtete Steuereinheit ist mit verschiedenen elektronischen Komponenten wie kombinatorischen Logikeinheiten und Gattern implementiert. Die Schaltung verwendet eine feste Architektur. Wenn der Befehlssatz geändert wird, sollte auch die Verdrahtung geändert werden. Da es fest verdrahtet ist, ist der Befehlssatz konstant und ändert sich nicht. Daher wird in Prozessoren, die einen einfachen Befehlssatz verwenden, der als Reduced Instruction Set Computer (RISC) bezeichnet wird, eine fest verdrahtete Steuereinheit verwendet.


Abbildung 1: Grundstruktur des Computers

Normalerweise laufen diese Steuergeräte schneller. Fest verdrahtete Steuereinheiten sind jedoch schwierig zu modifizieren und zu implementieren. Es ist auch schwierig, dem vorhandenen Design neue Funktionen hinzuzufügen. Daher ist es minimal flexibel.

Was ist eine mikroprogrammierte Steuereinheit?

Bevor Sie über die mikroprogrammierte Steuereinheit sprechen, müssen Sie einige Begriffe verstehen. Eine Steuervariable bezieht sich auf eine binäre Variable, die Mikrooperationen angibt. Ein Steuerwort ist eine Menge von Einsen und Nullen in einer Steuervariablen. Der Steuerspeicher enthält Steuerwörter.

Die mikroprogrammierte Steuereinheit enthält eine Reihe von Mikrobefehlen, die im Steuerspeicher gespeichert sind. Diese Mikroanweisungen beziehen sich auf ein Steuerwort, das sich im Steuerungsspeicher befindet und Steuersignale zur Ausführung von Mikrooperationen enthält. Darüber hinaus wird eine Mikroprogramm-Steuereinheit in Prozessoren verwendet, die auf einem komplexen Befehlssatz basieren, der als Complex Instruction Set Computer (CISC) bekannt ist.

Insgesamt haben diese Steuergeräte einen einfachen Aufbau. Daher ist es einfacher zu entwerfen, zu implementieren und zu testen. Außerdem lassen sich mikroprogrammierte Steuereinheiten leichter modifizieren.

Unterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit

Definition

Hardwired Control Unit ist eine Einheit, die kombinatorische Logikeinheiten verwendet. Sie verfügt über eine begrenzte Anzahl von Gattern, die auf der Grundlage der Anweisungen, die zum Aufrufen dieser Antworten verwendet wurden, spezifische Ergebnisse generieren können. Eine mikroprogrammierte Steuereinheit ist eine Einheit, die Mikrobefehle im Steuerspeicher enthält, um Steuersignale zu erzeugen.

Geschwindigkeit

Die Bedienungsgeschwindigkeit in der fest verdrahteten Steuereinheit ist hoch. Die Bedienungsgeschwindigkeit in der mikroprogrammierten Steuereinheit ist niedrig, da häufig Speicherzugriffe erforderlich sind.

Änderung

Um Änderungen an einer festverdrahteten Steuereinheit vorzunehmen, muss die gesamte Einheit neu gestaltet werden. In der mikroprogrammierten Steuereinheit können Änderungen durch Ändern der Mikrobefehle im Steuerspeicher vorgenommen werden. Daher ist die mikroprogrammierte Steuereinheit flexibler.

Kosten

Darüber hinaus ist die Implementierung einer fest verdrahteten Steuereinheit teurer als eine Mikroprogramm-Steuereinheit.

Umgang mit komplexen Anweisungen

Es ist auch schwierig für die verdrahtete Steuereinheit, mit komplexen Anweisungen umzugehen, jedoch ist es für die mikroprogrammierte Steuereinheit einfacher, mit komplexen Anweisungen umzugehen.

Anweisungsdekodierung

Darüber hinaus ist es schwierig, die Befehlsdekodierung in der fest verdrahteten Steuereinheit als in der mikroprogrammierten Steuereinheit durchzuführen.

Befehlssatz Größe

Zusätzlich zu den oben genannten Unterschieden verwendet die fest verdrahtete Steuereinheit einen kleinen Befehlssatz, während die mikroprogrammierte Steuereinheit einen großen Befehlssatz verwendet.

Steuerspeicher

In der festverdrahteten Steuereinheit gibt es auch keinen Steuerspeicherverbrauch, andererseits verwendet die mikroprogrammierte Steuereinheit den Steuerspeicher.

Anwendungen

In Anbetracht der Anwendungen wird die fest verdrahtete Steuereinheit in Prozessoren verwendet, die einen einfachen Befehlssatz verwenden, der als Reduced Instruction Set Computer (RISC) bezeichnet wird. Die mikroprogrammierte Steuereinheit wird in Prozessoren verwendet, die auf einem komplexen Befehlssatz basieren, der als Complex Instruction Set Computer (CISC) bezeichnet wird.

Fazit

Zusammenfassend ist der Hauptunterschied zwischen fest verdrahteter und mikroprogrammierter Steuereinheit, dass eine fest verdrahtete Steuereinheit eine sequentielle Schaltung ist, die Steuersignale erzeugt, während eine mikroprogrammierte Steuereinheit eine Einheit ist, die aus Mikrobefehlen im Steuerspeicher besteht, um Steuersignale zu erzeugen.

Referenz:

1. „Control Unit“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. Juli 2018,