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La microprogrammation est l'agencement du séquenceur d'un processeur par une technique dans laquelle le contenu d'une mémoire, appelé microprogramme ou microcode, donne les détails du comportement du séquenceur.Semblable à un programme destiné à une machine très simple appelée micro-séquenceur ; le processeur final est alors considéré comme une machine virtuelle simulée par le micro-séquenceur.Si ce microprogramme ou microcode serait un programme destiné à une machine très simple appelée micro-séquenceur, ce dernier est alors considéré comme le simulateur du processeur final alors seulement une machine virtuelle.
Il y a une contraste entre la réalisation microprogrammée des séquenceurs et leur réalisation câblée. A priori plus onéreuse au départ, sa souplesse facilite l'évolution des modèles.
Le contrôle du fonctionnement du chemin de données : surtout l'unité arithmétique et logique (UAL), les registres, etc. est fait par le séquenceur d'un processeur, qui est un automate fini.
Un circuit logique combinatoire ,prenant en entrée l'état du chemin de données ainsi que des signaux d'horloge, et produit en sortie les signaux de commande à destination du chemin de données, est une méthode qui peut réaliser cet automate.Un ensemble de portes logiques est nécessaire pour la réalisation de ce circuit logique et cette technique s'appelle technique du séquenceur câblé.
Néanmoins, une mémoire,typiquement une mémoire morte , utilisée en lecture permet de réaliser un circuit logique combinatoire et dont les adresses sont les signaux d'entrée et les mots fournis en sortie sont pris en tant que signaux de sortie.Par conséquent,dans ce cas, le circuit combinatoire peut être remplacé par une mémoire; c'est le principe de la microprogrammation. Les instructions élémentaires ou micro-instructions, dont leur ensemble constitue le microprogramme ou microcode, se trouvent dans les cases successives de la mémoire.
La possibilité d'effectuer des sauts entre micro-instructions ajoutée à ce schéma simpliste pourrait le rendre complexe, d'autant plus que, généralement, le micro-compteur ordinal qui est un registre contenant l'adresse de la prochaine micro-instruction à traiter,y est introduit. Donc, il existe une logique simple et câblée ,qu'on appelle le micro-séquenceur, chargée de dérouler le microprogramme:
On distingue les micro-instructions et les macro-instructions.Les macro-instructions sont le code machine c'est à dire les instructions qui sont interprétées par le micro-séquenceur exécutant le microcode. Les micro -instructions sont les différentes exécutions pour réaliser une (macro)-instruction.
Deux techniques d'implémentation du microcode existent:
Le microcode horizontal: contrôle tous les éléments du processeur en utilisant un très grand nombre de bits.Une micro-instruction fait 60 bits, par exemple,sur l'IBM 360 modèle 30; Le microcode vertical: contenant une partie qui spécifie l'unité à contrôler et une autre qui sera la commande envoyée à cette unité, occupe beaucoup moins de bits. Les architectures sont microcodées lorsqu'elles ont pour bases des microprocesseurs en tranches.