제어 메모리(Control Memory)

7. 마이크로 프로그램된 제어

7.1 제어 메모리

- 제어장치

요구되는 마이크로 연산들을 연속적으로 수행하게 하는 신호를 만들고, 보냄으로써 명령을 수행하게 한다. 

- 제어장치의 설계방식

• 하드와이어드(hard wired) 제어 장치

제어장치가 일상적인 논리회로 설계방식대로 설계

• 비용이 비싸고, 회로가 복잡하며 융통성이 없다.
• 속도가 빠르다.

• 마이크로 프로그램된 제어 장치(microprogrammed control unit)

• 특정한 마이크로 연산을 수행하기 위해서 2진 변수의 모임 즉, 제어워드(Control Word)를 만들도록 한다.
• 이 비트의 모임(제어워드)이 어떤 연산을 수행할 것인지를 결정한다.
• 이 제어워드를 마이크로 명령어라 부르기도 한다.
• 제어워드가 특수한 기억 장치 속에 저장될 때 이를 마이크로 프로그램이라 한다.
• 마이크로 명령어가 저장되는 장소는 ROM, 이 때의 ROM을 제어 메모리라고 한다.
• 제어 메모리 - 제어 장치에서 사용되는 메모리
• 비용이 저렴하고, 회로가 간단하고, 융통성이 있다.
• 속도가 느리다.

- 마이크로 프로그램된 제어 장치를 사용하는 컴퓨터

두 종류의 기억장치를 가진다.

• 주 메모리

사용자가 명령과 데이타를 넣을수 있도록 하고 그 내용을 변경하는 것이 가능

• 제어 메모리

명령과 데이터 내용이 고정되어 있어 사용자가 직접 사용할 필요가 없게 되어 있음

- 마이크로 프로그램

• 내부 제어 신호를 지정하는 여러 가지 마이크로 명령어들로 구성
• 각각의 기계 명령어가 제어 메모리에 있는 일련의 마이크로 명령어의 실행을 시작
• 주 메모리에서 명령어를 fetch, 유효 주소 계산, 명령어에서 지정된 동작의 수행 및 다음 명령어에 대한 fetch단계를 수행 -> 사이클을 반복할 수 있게 하는 마이크로 연산을 수행

- 마이크로 프로그램된 제어 장치의 구성

마이크로 프로그램된 제어 구조

• 제어 메모리의 주소 레지스터는 마이크로 명령어의 주소를 지정
• 제어 데이타 레지스터는 메모리에서 읽어온 마이크로 명령어를 보관, 이 마이크로 명령어는 데이타 프로세서에 대한 하나 이상의 마이크로 연산을 지정하는 제어 워드로 표현됨
• 다음 주소 발생기(마이크로 프로그램 시퀀서)는 다음 마이크로 명령어의 주소를 결정하며, 원래의 제어주소 레지스터를 하나씩 증거사키거나 제어 메모리로부터 다음 주소를 얻어오거나, 외부로부터 입력을 받거나 제어동작을 시작하기 위해 초기주소를 적재한다. 

- 마이크로 프로그램된 제어의 장점

• 일단 만들어진 하드웨어 구성은 변경시킬 필요가 없다.
• 새로운 제어 순서를 만들기 위해서는 제어 메모리의 마이크로 프로그램만 수정하면 됨.