水平型微指令/垂直型微指令

水平型微指令和垂直型微指令的特点：
(1)水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微指令则较差。
(2)水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间长。
(3)由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。垂直型微指令则相反。
(4)水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说，比较容易掌握。

微指令的编译方法是决定微指令格式的主要因素。
微指令的格式大体分成两类：水平型微指令和垂直型微指令。

1.水平型微指令
一次能定义并执行多个并行操作微命令的微指令，叫做水平型微指令。 其一般格式如下：



按照控制字段的编码方法不同，水平型微指令又分为三种：全水平型(不译法)微指令，字段译码法水平型微指令，以及直接和译码相混合的水平型微指令。

2.垂直型微指令

微指令中设置微操作码字段，采用微操作码编译法，由微操作码规定微指令的功能 ，称为垂直型微指令。

其结构类似于机器指令的结构。它有操作码，在一条微指令中只有1—2个微操作命令，每条微指令的功能简单，因此，实现一条机器指令的微程序要比水平型微指令编写的微程序长得多。它是采用较长的微程序结构去换取较短的微指令结构。

下面举4条垂直型微指令的微指令格式加以说明。设微指令字长为16位，微操作码3位。

(1)寄存器-寄存器传送型微指令



其功能是把源寄存器数据送目标寄存器。13—15位为微操作码(下同)，源寄存器和目标寄存器编址各5位，可指定31个寄存器。

(2)运算控制型微指令



其功能是选择ALU的左、右两输入源信息，按ALU字段所指定的运算功能(8种操作)进行处理，并将结果送入暂存器中。左、右输入源编址可指定31种信息源之一。

(3)访问主存微指令



其功能是将主存中一个单元的信息送入寄存器或者将寄存器的数据送往主存。存储器编址是指按规定的寻址方式进行编址。第1，2位指定读操作或写操作(取其之一)。

(4)条件转移微指令



其功能是根据测试对象的状态决定是转移到D所指定的微地址单元，还是顺序执行下一条微指令。9位D字段不足以表示一个完整的微地址，但可以用来替代现行μPC的低位地址。 测试条件字段有4位，可规定16种测试条件。

3.水平型微指令与垂直型微指令的比较

(1)水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微指令则较差。

(2)水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间长。

(3)由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。垂直型微指令则相反。

(4)水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说，比较容易掌握。


转自：
http://teach.jwc.bupt.cn:4213/jsjzcyl/pan1/Chap05/5.5.3.htm