Microprogramacao e Arquitetura VAX: Evolucao e Impacto na Microarquitetura

em RAM para facilitar mudanças durante o ciclo do projeto e mesmo em campo pois desde a máquina ter sido despachada Com a crescente popularidade da microprogramação os conjuntos de instruções começaram a ficar mais sofisticados Ao longo dos anos a maioria das microarquiteturas ficou mais e mais dedicada a suportar o conjunto de instruções de modo que a sua reprogramação para um conjunto de instruções diferentes não tinha sucesso pois falhava na performance Com o passar do tempo surgiram unidades de controle muito maiores tornandose possível conceber uma máquina tão elaborada quanto o VAX com mais de 300 opcodes de instruções diferentes e mais de uma dúzia de modos de endereçamento O uso da RAM para armazenar o microcódigo também possibilitou que alguns bugs fossem consertados em campo A arquitetura do VAX apresentava o melhor cartão de visitas para conjuntos de instruções baseadas em implementações em microcódigo Implementações típicas da arquitetura VAX completa precisavam de 400 a 500 Kbits de memória de controle A arquitetura do VAX foi mais tarde congelada e substituída pela arquitetura Alpha Esta nova arquitetura baseiase nos mesmos princípios de projeto que nortearam outras máquinas RISC incluindo as arquiteturas MIPS SPARC IBM PowerPC e HP Precision Com o desaparecimento definitivo do VAX a microprogramação tradicional na qual o controle era implementado por meio de uma memória de controle grande tende a desaparecer do projeto dos microprocessadores convencionais Mesmo os processadores como o Pentium e o Pentium Pro estão empregando uma grande quantidade de controle hardwired Naturalmente o projeto das unidades de controle vai continuar a ser o principal aspecto do projeto de qualquer computador e a melhor maneira de especificar e implementar o controle vai variar assim como os computadores também vão se modificar desde as arquiteturas RISC com um controle muito simples até os processadores de propósito especial com um controle muito mais complexo e especializado Um movimento recente na direção dessas últimas máquinas foi o anúncio da Sun sobre a construção de processadores projetados para interpretar a linguagem Java O fato de este esquema ser ou não competitivo com a compilação de haver ou não um mercado significativo para processadores especializados e o papel do microcódigo são questões que serão respondidas nos próximos anos Leituras Complementares Kidder T 1981 Soul of a New Machine Little Brown and Co Nova York Descreve o projeto da série Eclipse da Data General que veio a substituir as primeiras máquinas projetadas pela DG tal como as da arquitetura Nova Kidders enfatiza as interações constantes entre arquitetos projetistas de hardware microprogramadores e gerentes de projeto Levy H M e R H Eckhouse Jr 1989 Computer Programming and Architecture The VAX 2a ed Digital Press Bedford MA Boa descrição da arquitetura do VAX e de várias implementações microprogramadas Patterson D A 1983 Microprogramming Scientific American 2483mar3643 Visão geral dos conceitos sobre microprogramação Tucker S G 1967 Microprogram control for the System360 IBM Systems J 64 22241 Descreve o controle microprogramado do 360 a primeira máquina comercial microprogramada Wilkes M V 1985 Memoirs of a Computer Pioneer Mit Press Cambridge MA Biografia interessante com muitas histórias sobre os pioneiros da computação e as falhas e sucessos ocorridos na construção das primeiras máquinas Wilkes M V e J B Stringer 1953 Microprogramming and the design of the control circuits in an electronic digital computer Pramche Cambridge Philosophical Society 4923038 Reproduzido também em DPS Czimbrszewlck CG Bell e A Newell Computer Structures Principles and Examples McGrawHill Nova York 15863 1982 e em The Genesis of Microprogramming in Annals of the History of Computing 8116 Estes dois artigos clássicos descrevem a ideia de Wilkes sobre o microcódigo 511 TermosChave Esta seção lista os principais termos introduzidos neste capítulo passando por elementos do caminho de dados das metodologias de clock dos mecanismos de controle e das estruturas lógicas usadas no controle Tais termos estão definidos no Glossário Controle hardwired Controle microprogramado Despacho Desvio Desvio nãorealizado Desvio realizado Desvio retardado Elemento do caminho de dados Endereçoalvo do desvio condicional Exceção ou interrupção Extensão de sinal Firmware Implementação monociclo Implementação multiciclo ou com vários ciclos de clock Interrupção vetorada Macroinstrução Microcódigo Microinstrução Microprograma Sinal de controle Superescalar Termo dont care 512 Exercícios 51 5 53 Descreva o efeito causado por manter em 0 todos os sinais de controle dos multiplexadores no caminho de dados monociclo da Figura 519 Quais das instruções se houver alguma continuariam a funcionar apesar disto Considere cada uma das situações separadamente RegDst 0 UALFonte 0 MemParaReg 0 Zero 0 52 5 53 Este exercício é parecido com o anterior mas desta vez considere o efeito causado por manter em 1 os sinais de controle dos multiplexadores do caminho de dados monociclo da Figura 519 53 5 54 Este exercício é parecido com o Exercício 51 mas desta vez considere o efeito causado por manter em 0 os sinais de controle dos multiplexadores do caminho de dados multiciclo da Figura 532 Considere cada uma das situações separadamente RegDst 0 MemParaReg 0 IouD 0 UALFonteA 0 54 5 53 Este exercício é parecido com o Exercício 53 mas desta vez considere o efeito causado por manter em 1 os sinais de controle dos multiplexadores do caminho de dados multiciclo da Figura 532