Microcódigo para niños
Un microcódigo o microprograma es como un conjunto de instrucciones muy pequeñas y rápidas que le dicen a un procesador de computadora cómo hacer tareas básicas. Estas instrucciones están guardadas en una memoria especial que el procesador puede leer muy rápido.
Contenido
¿Qué es el Microcódigo?
El microcódigo está formado por microinstrucciones. Piensa en ellas como los pasos más básicos que un procesador debe seguir para realizar una tarea. Cada microinstrucción es una secuencia de datos binarios (ceros y unos) que activan o desactivan señales eléctricas dentro del procesador.
Por ejemplo, cuando tu computadora necesita "sumar dos números", el microcódigo le dice al procesador exactamente qué hacer:
- Activar las señales para tomar el primer número de un espacio de memoria llamado registro.
- Activar las señales para tomar el segundo número de otro registro.
- Indicar a la Unidad Aritmético-Lógica (ALU), que es la parte del procesador que hace las operaciones matemáticas, que realice una suma.
- Esperar un momento (unos pocos ciclos de reloj) hasta que la suma esté lista.
- Guardar el resultado en otro registro.
¿Cómo se ve una Microinstrucción?
Una microinstrucción es como una palabra hecha de bits (ceros y unos). Cada bit controla una señal específica dentro del procesador. Si un bit es "cero", la señal no se activa; si es "uno", sí se activa.
Estos bits se organizan en "campos". Cada campo controla un grupo de señales relacionadas. Por ejemplo, un campo podría indicar qué registro usar, otro qué operación hacer (suma, resta), y otro cuál es la siguiente microinstrucción a ejecutar.
Multiplexación de Campos
A veces, para ahorrar espacio en la memoria, diferentes campos pueden usar los mismos bits. Esto es como tener una misma caja que puede guardar diferentes cosas en momentos distintos. Un bit especial al principio de la microinstrucción le dice al procesador qué tipo de información está guardada en esos bits en ese momento.
Historia del Microcódigo
Hace muchos años, cuando se empezaron a diseñar los microprocesadores, había dos formas principales de construirlos:
- Microprocesadores "cableados": Eran como máquinas hechas a medida, donde cada parte estaba diseñada específicamente para un conjunto de instrucciones. Eran muy complejos de diseñar.
- Microprocesadores "microprogramados": Tenían una parte de control más general que podía ejecutar diferentes conjuntos de instrucciones dependiendo del microprograma que se le cargara. Eran más fáciles de diseñar y modificar.
Al principio, era muy caro y difícil diseñar microprocesadores cableados porque no había herramientas avanzadas. Por eso, los microprocesadores microprogramados eran más comunes. Una vez que se creaba una unidad de control microprogramada, se podía usar en muchos modelos diferentes, solo cambiando el microprograma.
Hoy en día, el microcódigo se usa mucho menos. Esto se debe a que:
- Existen herramientas muy avanzadas que permiten diseñar procesadores cableados complejos con mucha precisión y sin errores.
- Los procesadores cableados son mucho más rápidos y eficientes que los microprogramados.
¿Cómo funciona una Unidad de Control Microprogramada?
Una unidad de control microprogramada es como un "mini-procesador" dentro del procesador principal. Incluye:
- Una memoria de programa: Generalmente una memoria de solo lectura (ROM) que guarda todo el microcódigo.
- Un micro-contador de programa: Un registro que lleva la cuenta de cuál es la microinstrucción que se está ejecutando en ese momento.
- Un registro de micro-instrucción: Guarda la microinstrucción actual.
- Un demultiplexor: Una especie de "desviador" que ayuda a interpretar los campos multiplexados (cuando los mismos bits pueden significar cosas diferentes).
- Un pequeño sumador: Para calcular la dirección de la siguiente microinstrucción, especialmente cuando hay "saltos" en el programa.
- Una señal de reloj: Que marca el ritmo y la duración de cada microinstrucción.
Véase también
En inglés: Microcode Facts for Kids
- Arquitectura de CPU
- CPU
- Microprocesador
- Unidad de control
- Unidad aritmético lógica
- Registro (hardware)
de:Mikroprogrammsteuerwerk
