Was ist Top-Down-Entwurf und Bottom-Up-Entwurf und wann nimmt ...
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Die einzelnen Teile des Operationswerks erklären<br />
Operandenblock: Zwischenspeicherung von Daten in Reg<strong>ist</strong>ern, RAM, …<br />
Operatorblock: Manipulation der Daten, me<strong>ist</strong>ens als Schaltnetz realisiert<br />
Kanalschaltwerk: Steuert die Zuführung von Daten an bestimmte Blöcke oder Ein- <strong>und</strong> Ausgang.<br />
Verzweigungscodewandler: beseitigt Informationsred<strong>und</strong>anz der Signale zwischen Steuer- <strong>und</strong><br />
Operationswerk<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> die Aufgabe eines Mikroprogrammsteuerwerks?<br />
Das Mikroprogrammsteuerwerk steuert das Operationswerk <strong>und</strong> sämtliche Vorgänge darin. Über<br />
Steuerausgangsleitungen wird auch weitere Peripherie gesteuert. Aufgaben sind unter anderen:<br />
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Datenpfade schalten<br />
ALU, Reg<strong>ist</strong>er steuern<br />
Statusabfrage<br />
Interrupt-, Trap-Bearbeitung<br />
Speicherverwaltung<br />
DMA-Bearbeitung<br />
Vor- / Nachteile bei Verwendung eines zusätzlichen Reg<strong>ist</strong>ers beim<br />
Mikroprogrammsteuerwerk?<br />
Wird am Ausgang des Mikroprogrammsteuerwerks ein Reg<strong>ist</strong>er eingefügt hat das den Vorteil, dass<br />
das Timing der nachfolgenden Schaltung nicht berücksichtigt werden muss (Daten liegen konstant<br />
an). Der Nachteil dieses Aufbaus <strong>ist</strong>, dass das Steuerwort um einen Takt verzögert am Ausgang<br />
anliegt.<br />
Vor- <strong>und</strong> Nachteil wenn komplexes Schaltwerk viele verschiedene Mikrobefehle kann?<br />
Gibt es für spezifische Aufgaben eigene Mikrobefehle, so sinkt der Overhead <strong>und</strong> die<br />
Ausführungsgeschwindigkeit <strong>ist</strong> um ein Vielfaches höher. Der Nachteil <strong>ist</strong> jedoch, dass das<br />
Mikroprogrammsteuerwerk dadurch um ein Vielfaches komplexer wird, was Chipfläche kostet. In der<br />
Praxis werden Funktionen welche selten gebraucht werden nicht implementiert, so dass sie vom<br />
Entwickler in einer höheren Programmiersprache formuliert werden müssen (Folge: mehr Overhead).<br />
Unterschied horizontale/vertikale Mikroprogrammsteuerung<br />
Wird keine Optimierung des Steuerwerks bezüglich des ROMs vorgenommen, spricht man von einer<br />
horizontalen Mikroprogrammsteuerung. Jede Ausgangssteuerleitung <strong>und</strong> Folgeadresssteuerleitung<br />
führt dann direkt zum Folgeadressreg<strong>ist</strong>er bzw. direkt aus dem Steuerwerk hinaus. Man kann<br />
dadurch viele Komponenten gleichzeitig ansprechen <strong>und</strong> die Taktfrequenz erhöhen. Nachteilig <strong>ist</strong> die<br />
(durch eine hohe Informationred<strong>und</strong>anz bedingte) hohe Speicherknotenzahl <strong>und</strong> damit der hohe<br />
Platzverbrauch des Mikroprogrammsteuerwerks.
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