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La microprogrammation se définit comme la technique de conception du séquenceur d'un processeur où le comportement du séquenceur est détaillé par le contenu d'une mémoire. Ce contenu est dénommé le microprogramme ou microcode. Il peut être aperçu comme un programme affecté à une machine très élémentaire appelée micro-séquenceur; le processeur final est alors jugé comme une machine virtuelle factice du micro-séquenceur.
Les réalisations câblées des séquenceurs sont l'opposée de la réalisation microprogrammée. Au départ, elle est,avant tout, plus coûteuse mais l'évolution des modèles est facilitée par sa souplesse.
Un automate fini ayant le contrôle du fonctionnement du chemin de données est la définition qu'on peut donner au séquenceur d'un processeur. Ce contrôle du fonctionnement du chemin de données s'opère particulièrement dans l'unité arithmétique et logique (UAL), les registres, etc.
A l'aide d'un circuit logique combinatoire, on peut réaliser cet automate. La technique, appelée technique du séquenceur câblé, consiste à prendre en entrée l'état du chemin de données avec les signaux d'horloge et fournir en sortie les signaux de commande à destination du chemin de données. l'aide d'un ensemble de portes logiques est nécessaire à réaliser ce circuit logique.
Toutefois, on constate qu' à l'aide d'une mémoire utilisée en lecture, on peut réaliser un circuit logique combinatoire. Les adresses sont les signaux d'entrée et les mots fournis en sortie sont pris comme des signaux de sortie dans cette mémoire utilisée en lecture, typiquement une mémoire morte. L'esprit de la microprogrammation se base sur le fait qu' une mémoire peut remplacer le circuit combinatoire Considérées comme des instructions élémentaires ou micro-instructions, les cases successives de la mémoire constituent dans leur ensemble le microprogramme ou le microcode.
En ajoutant la possibilité d'effectuer des sauts entre micro-instructions, il est possible de rendre complexe ce schéma simpliste. En outre, le micro-compteur ordinal est introduit, qui est généralement un registre qui contient l'adresse de la prochaine micro-instruction à traiter. Chargée de dérouler le microprogramme, une logique simple et câblée se trouve donc dans ce qu'on appelle le micro-séquenceur.
Le micro-séquenceur, exécutant le microcode, interprète le code machine, les instructions qualifiées de macro-instructions pour les différencier des micro-instructions. Une macro-instruction est réalisée à partir de l'exécution de plusieurs micro-instructions.
Pour implémenter le microcode, il existe deux procédés:
Le microcode horizontal: le contrôle de tous les éléments du processeur est fait grâce à un très grand nombre de bits. Par exemple, une micro-instruction fait 60 bits sur l'IBM 360 modèle 30;
Le microcode vertical: contenant une partie spécifiant l'unité à contrôler et l'autre partie comme étant la commande envoyée à cette unité, il occupe beaucoup moins de bits. Les architectures sont microcodées lorsqu'elles sont basées sur des microprocesseurs en tranches.