नियंत्रण भंडार

नियंत्रण भंडार एक सेंट्रल प्रोसेसिंग इकाई (सीपीयू) की नियंत्रण इकाई का भाग है जो सीपीयू के माइक्रोप्रोग्राम को भंडार करता है। यह सामान्यतः एक माइक्रोसेक्वेंसर द्वारा एक्सेस किया जाता है। नियंत्रण भंडार कार्यान्वयन जिसकी सामग्री अपरिवर्तनीय है, रीड ओनली मेमोरी (रोम) या रीड ओनली स्टोरेज (रोस) के रूप में जाना जाता है; जिसकी सामग्री परिवर्तनशील है उसे राइटेबल नियंत्रण भंडार (डब्लूसीएस) के रूप में जाना जाता है।

प्रारंभिक उपयोग
प्रारंभिक नियंत्रण भंडारों को एड्रेस डिकोडर्स के माध्यम से एक्सेस किए गए डायोड-ऐरे के रूप में लागू किया गया था, जो केवल-पढ़ने के लिए मेमोरी का रूप है। यह परंपरा एमआईटी बवंडर पर प्रोग्राम टाइमिंग मैट्रिक्स पर वापस आती है, जिसे पहली बार 1947 में वर्णित किया गया था। आधुनिक वीएलएसआई प्रोसेसर इसके अतिरिक्त प्रोसेसर साथ ही माइक्रोकोडेड कार्यान्वयन में इसका आंतरिक सीक्वेंसर को नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली रीड-ओनली मेमोरी और / या प्रोग्राम करने योग्य तर्क सरणी संरचना बनाने के लिए फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर के मैट्रिसेस का उपयोग करते हैं। आईबीएम प्रणाली/360 ने विभिन्न प्रकार की तकनीकों: आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल 30 पर सीसीआरओएस (कार्ड कैपेसिटर रीड-ओनली स्टोरेज), आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल 40 पर ट्रांसफॉर्मर_रीड-ओनली_स्टोरेज (ट्रांसफ़ॉर्मर रीड-ओनली स्टोरेज), और बीसीआरओएस ( बैलेंस्ड कैपेसिटर रीड-ओनली स्टोरेज) मॉडल आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल 50, आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल 65 और आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल 67 का उपयोग किया।

लिखने योग्य भंडार
कुछ कंप्यूटर लिखने योग्य माइक्रोकोड का उपयोग करके बनाए गए थे - रोम या हार्ड-वायर्ड लॉजिक में माइक्रोकोड को संग्रहीत करने के अतिरिक्त, माइक्रोकोड को लिखने योग्य नियंत्रण स्टोर या डब्लूसीएस नामक रैम में संग्रहीत किया गया था। ऐसे कंप्यूटर को कभी-कभी लिखने योग्य निर्देश सेट कंप्यूटर या डब्ल्यूआईएससी कहा जाता है। इनमें से कई मशीनें प्रायोगिक प्रयोगशाला प्रोटोटाइप थीं, जैसे कि बीसीआरओएस/16 और आरटीएक्स 32P।

मूल आईबीएम प्रणाली/360 मॉडल में रीड-ओनली नियंत्रण भंडार था, लेकिन बाद में प्रणाली/360, आईबीएम प्रणाली/370 और उत्तराधिकारी मॉडल ने फ्लॉपी डिस्क या अन्य डायरेक्ट एक्सेस स्टोरेज डिवाइस भाग या उनके सभी माइक्रोप्रोग्राम को एक लिखने योग्य नियंत्रण स्टोर में लोड किया जिसमें अल्ट्रा-हाई स्पीड रैंडम एक्सेस मेमोरी सम्मिलित था। पठन-लेखन मेमोरी एक्सेस करें। प्रणाली/370 आर्किटेक्चर में इनिशियल-माइक्रोप्रोग्राम लोड (आईएमएल या आईएमपीएल) नामक सुविधा शामिल है। जिसे आईबीएम मेनफ्रेम (पीओआर) पर पावर-ऑन रीसेट पावर-ऑन रीसेट के हिस्से के रूप में या किसी अन्य प्रोसेसर से कसकर युग्मित प्रणाली मल्टीप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स में कंसोल से मंगवाया जा सकता है। इसने आईबीएम को क्षेत्र में माइक्रोप्रोग्रामिंग दोषों को आसानी से ठीक करने की अनुमति दी। यहां तक ​​​​कि जब अधिकांश नियंत्रण स्टोर रोम में संग्रहीत होते हैं, कंप्यूटर विक्रेता अक्सर लिखने योग्य नियंत्रण स्टोर को विकल्प के रूप में बेचते हैं, जिससे ग्राहक मशीन के माइक्रोप्रोग्राम को अनुकूलित कर सकते हैं। अन्य विक्रेता, जैसे, आईबीएम, इम्यूलेटर सुविधाओं के लिए माइक्रोकोड चलाने के लिए डब्लूसीएस और हार्डवेयर निदान का उपयोग करते हैं।

लिखने योग्य माइक्रोकोड का उपयोग करने वाली अन्य व्यावसायिक मशीनों में बरोज़ स्मॉल प्रणाली्स (1970 और 1980 के दशक), उनकी लिस्प मशीनों में ज़ेरॉक्स प्रोसेसर और ज़ेरॉक्स स्टार वर्कस्टेशन, डिजिटल उपकरण निगम वाक्स 8800 (नॉटिलस) परिवार, और प्रतीकवाद एल- और जी-मशीन शामिल हैं। (1980)। कुछ DEC PDP-10 मशीनों ने अपने माइक्रोकोड को एसरैम चिप्स (लगभग 80 बिट चौड़े x 2 Kwords) में संग्रहीत किया, जो सामान्यतः कुछ अन्य फ्रंट-एंड CPU के माध्यम से पावर-ऑन पर लोड किया गया था। कई और मशीनों ने विकल्प के रूप में उपयोगकर्ता-प्रोग्रामेबल राइटेबल नियंत्रण भंडार की पेशकश की (HP 2100, DEC PDP-11|PDP-11/60 और Varian Data Machines V-70 सीरीज मिनी कंप्यूटर सहित)। Mentec PDP-11#M11 और Mentec PDP-11#M1 ने अपने माइक्रोकोड को Sरैम चिप्स में संग्रहीत किया, दूसरे CPU के माध्यम से पावर-ऑन पर लोड किया। डेटा जनरल एक्लिप्स MV/8000 (ईगल) में Sरैम राइटेबल नियंत्रण भंडार था, जिसे दूसरे सीपीयू के माध्यम से पावर-ऑन पर लोड किया गया था। डब्लूसीएस ने माइक्रोप्रोग्टक्कर मारना को पैच करने में आसानी सहित कई फायदे पेश किए और कुछ हार्डवेयर पीढ़ियों के लिए, रोम की तुलना में तेज़ पहुँच प्रदान कर सकता है। उपयोगकर्ता-प्रोग्रामेबल डब्लूसीएस ने उपयोगकर्ता को विशिष्ट उद्देश्यों के लिए मशीन को अनुकूलित करने की अनुमति दी।

कुछ सीपीयू डिजाइन निर्देश सेट को सीपीयू के अंदर लिखने योग्य रैम या फ्लैश मेमोरी में संकलित करते हैं (जैसे कि रिकर्सिवली प्रोसेसर और इम्सिस टुकड़ा), या एफपीजीए (पुन: विन्यास योग्य कंप्यूटिंग)।

x86 आर्किटेक्चर परिवार में कई इंटेल सीपीयू में लिखने योग्य माइक्रोकोड है, 1995 में पेंटियम प्रो के साथ शुरू। इसने Intel Core 2 माइक्रोकोड और Intel Xeon माइक्रोकोड में बग्स को सॉफ़्टवेयर में ठीक करने की अनुमति दी है, अतिरिक्त इसके कि पूरे चिप को बदलने की आवश्यकता हो। ऐसे सुधार Linux द्वारा स्थापित किए जा सकते हैं, रेफरी> फ्रीबीएसडी, रेफरी> माइक्रोसॉफ्ट विंडोज, रेफरी> या मदरबोर्ड BIOS। रेफरी>

समय, लैचिंग और दौड़ की स्थिति से बचना
नियंत्रण स्टोर में सामान्यतः इसके आउटपुट पर रजिस्टर होता है। अगले पते को निर्धारित करने के लिए सीक्वेंसर में वापस जाने वाले आउटपुट को दौड़ की स्थिति के निर्माण को रोकने के लिए किसी प्रकार के रजिस्टर से गुजरना पड़ता है। अधिकांश डिज़ाइनों में अन्य सभी बिट भी रजिस्टर के माध्यम से जाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि यदि अगले सूक्ष्म निर्देश के निष्पादन में चक्र की देरी होती है तो मशीन तेजी से काम करेगी। इस रजिस्टर को पाइपलाइन रजिस्टर के रूप में जाना जाता है। बहुत बार अगले सूक्ष्म निर्देश का निष्पादन वर्तमान सूक्ष्म निर्देश के परिणाम पर निर्भर होता है, जो वर्तमान माइक्रोसायकल के अंत तक स्थिर नहीं होगा। यह देखा जा सकता है कि किसी भी तरह से, नियंत्रण भंडार के सभी आउटपुट बड़े रजिस्टर में जाते हैं। ऐतिहासिक रूप से ही चिप पर इन रजिस्टर बिट्स के साथ EPरोम खरीदना संभव हुआ करता था।

घड़ी की दर निर्धारित करने वाला घड़ी का संकेत, जो प्रणाली का चक्र समय है, मुख्य रूप से इस रजिस्टर को देखता है।

अग्रिम पठन

 * (132 pages)
 * (79 pages)