Hardwared vs Softwared

[Lavr]

На самом деле я давно понял, что российские учебники по электронике/компьютерам - совершенно бесполезное собрание...

Ты не поверишь, как это ужасно... Хотя, наверное, поверишь...

И ведь я это всё периодически просматриваю живьём в книжных магазинах...
Полная пустота под суперобложкой! А в сабже выше про гарвардовскую архитектуру
даже не сказано!

Я уж не говорю про УУ с жесткой и программируемой логикой - там им это и вовсе не упёрлось...

Но ладно - я досмотрю остальные издания. Мне кажется, что Хассона у меня нет, а вот Таненбаум Э. -
"Архитектура компьютера" вроде как есть.

Но вот этот г-н Молчанов Н.Н. куда как более кратко, понятно, и главное - более полезно пишет.

[Lavr]

Для выполнения такой микропрограммы требуется специальное устройство управления,
а сама микропрограмма записывается в соответствующее ПЗУ микропрограмм.
Более подробную информацию по данному вопросу можно найти в литературе.
Например, Таненбаум Э. - "Архитектура компьютера"

Скачал я и просмотрел эту книгу.
На мой взгляд - полный "салат оливье" из современных сказок о процессорах...
Тоже - для более удобного устного творчества студентов на экзаменах...

Иллюстрации вот такого типа:



И мне не попалась ни одна глава, где бы четко было сказано хоть что-то конкретное
по сабжу этого топика.

Уважаемый Bill, вот здесь есть содержание этой книги.
Вы мне не намекнёте точнее, на что бы конкретно мне обратить внимание по
интересующему меня сабжу?


PS. Осталось глянуть Хассон С. "Микропрограммое управление", этот двухтомник 1973 г.
может статься, что и содержит что-то полезное, но вот где скачать его пока так и не нашел...

[Lavr]

Значит Хассона С. "Микропрограммое управление" мне скачать не довелось. Если попадется
кому-либо ссылочка - оставьте в "избе-читальне", пожалуйста...

А из всего остального прочитанного и просмотренного у меня сложилось следующее
резюме по интересующему меня вопросу.

1. Весьма неожиданно, но Устройства Управления, выполненные на ПЛМ - однозначно
считаются УУ с жесткой логикой.

2. УУ, содержащее ПЗУ или даже ОЗУ, считается УУ с микропрограммным управлением,
если туда действительно каким либо образом заносится микропрограмма и её можно изменить
на этапе занесения (прожигания, наложения маски etc.)

То есть, придерживаясь конкретики моего вопроса, если УУ выполнено по вот такой схеме:



а на последнем этапе изготовления процессора в него заносятся коды микрокоманд разрушением
перемычек, как на рисунке ниже:



то такое УУ однозначно считается УУ с микропрограммным управлением.

Если же УУ сразу же выполняется по вот такой схеме:



то хотя это с точки зрения схемотехники то же самое, что и на рисунке выше, но такое УУ
однозначно признается УУ с жесткой логикой. Логика - диодно резисторная и, не добавляя или
не убирая диоды в технологическом процессе, изменить логику работы такого УУ ни на какой
стадии процесса изготовления невозможно.

То есть, в интегральном исполнении граница между Hardwared и Softwared довольно различима.

Но если ПЗУ выполняется, как в отдельных старых калькуляторах:
------------

то УУ с таким ПЗУ - уж точно УУ с микропрограммным управлением.

[Bill]

Значит Хассона С. "Микропрограммое управление" мне скачать не довелось. Если попадется
кому-либо ссылочка - оставьте в "избе-читальне", пожалуйста...

А из всего остального прочитанного и просмотренного у меня сложилось следующее
резюме по интересующему меня вопросу.

1. Весьма неожиданно, но Устройства Управления, выполненные на ПЛМ - однозначно
считаются УУ с жесткой логикой.

2. УУ, содержащее ПЗУ или даже ОЗУ, считается УУ с микропрограммным управлением,
если туда действительно каким либо образом заносится микропрограмма и её можно изменить
на этапе занесения (прожигания, наложения маски etc.)

То есть, придерживаясь конкретики моего вопроса, если УУ выполнено по вот такой схеме:

а на последнем этапе изготовления процессора в него заносятся коды микрокоманд разрушением
перемычек, как на рисунке ниже:


то хотя это с точки зрения схемотехники то же самое, что и на рисунке выше, но такое УУ
однозначно признается УУ с жесткой логикой. Логика - диодно резисторная и, не добавляя или
не убирая диоды в технологическом процессе, изменить логику работы такого УУ ни на какой
стадии процесса изготовления невозможно.

То есть, в интегральном исполнении граница между Hardwared и Softwared довольно различима.

Но если ПЗУ выполняется, как в отдельных старых калькуляторах:
------------

то УУ с таким ПЗУ - уж точно УУ с микропрограммным управлением.

Хм... В качестве дополнительной информации могу заметить, что в первых ЭВМ с жестким управлением (hardwared) логика выполнялась именно в виде диодных матриц. И если не знать о физической реализации тех схем, которые вы привели, то ваши схемы принципиально ничем ничем не отличаются от схем 50-летней давности, хотя нынешние технологии ушли далеко вперед.
Кстати сказать, когда я был студентом, я попытался собрать требуемую логику именно в виде диодной матрицы. Но, к сожалению, из этого ничего не получилось. Поэтому мне пришлось делать ДТЛ вентили. Разумеется, на дискретных диодах и транзисторах. Потом стали доступны ИС, и про свои матрицы мне пришлось забыть. Но... все развивается по спирали и использование ПЗУ стало обычным делом.
PS: Дел вовсе не в наличии или отсутствии ПЗУ. Все дело в назначении используемого ПЗУ, в назначении его содержимого.

[Lavr]

Во-первых, не надо цитировать предыдущий пост полностью...

В качестве дополнительной информации могу заметить, что в первых ЭВМ с
жестким управлением (hardwared) логика выполнялась именно в виде диодных матриц.

Во-вторых, что меня всегда удивляет, когда людям задаешь конкретный прямой вопрос,
они уходят от конкретного ответа и расплывчато ссылаются на книги.
А когда ответ уже очевиден, то зачем-то привносят "дополнительную информацию", которая
по сабжу уже совершенно не требуется.


PS. Схемы на рисунках не мои - я взял наиболее разборчивые образцы из сети.

PРS. Что касается диодных матриц, то ПЗУ из них я не делал, но вот шифратор
клавиатурный, как в "ЮТ-88", - я попробовал.
А ещё диодная матрица хорошо помогает, если есть срочная необходимость
управлять сегментным индикатором, а под руками только дешифратор код-позиция.

[Lavr]

...если аппаратно заменить это ПЗУ ... схемой с дешифраторами и диодами,
а я так делал, поскольку в EWB нет моделей ПЗУ,

Попалась мне вчера мимоходом книжечка одна весьма интересная, в процессе поиска в сети ответа
на один свой вопрос: Build Your Own Z80 Computer by Steve Ciarcia
Кто читал её - положительно отзываются, почему и меня заинтересовало...

Есть в ней одно решение нетривиальное, которое заставило меня вспомнить об этом топике.
Суть вот в чем: если Вы сделали собственный компьютер, или иное микропроцессорное устройство,
и Вам не терпится проверить его работу, а до прошивалки ПЗУ руки еще не дошли или нет у Вас
оных навовсе, то эмулировать системное ПЗУ можно вот так:

TestROM.gif

Увеличить

[Lavr]

Я для себя вот не могу один вопрос четко разрешить - если у процессора есть ПЗУ микрокоманд
в составе блока Управления и Синхронизации, мы зовём его Softwared.
(Ну или, скажем, на ПЛМ микрокоманды реализованы...)

Но если аппаратно заменить это ПЗУ или ПЛМ микрокоманд схемой с дешифраторами и диодами,
а я так делал, поскольку в EWB нет моделей ПЗУ,



то получается, что такой процессор сразу же и становится Hardwared ?

Надо закрыть этот гештальт, как сейчас модно выражаться, и четко объяснить, в чём разница между Softwared и Hardwared микропроцессором.

Берём из Интернета самое простое определение:

Микропрограммное управление основано на замене управляющих логических схем специальной программой, хранящейся в ПЗУ.

При этом совершенно неважно, ПЗУ ли это будет, ПЛИС, ULA, БМК или любая другая структура, функциональность которой определяется конфигурацией перемычек (нанесением алюминия) на последнем технологическом этапе - это будет микропроцессор с микропрограммным управлением или Softwared-типа.

Чтобы изменить микропрограмму достаточно изменить коммутацию на кристалле регулярной структуры
типа:


Если же микропроцессор Hardwared-типа, то логика управления жестко зашита в схемотехнике
логических элементов ВНУТРИ кристалла ЦПУ.
Чтобы изменить логику управления, надо изменить схемотехнику, изготовить новые маски и новый
чип микропроцессора - очевидно, что разница с Softwared-микропроцессором велика!

С точки зрения процессоров на мелкой логике разница в схемотехнике не столь существенна.
Микропрограммный Softwared-процессор схемотехнически проще, поскольку логика спрятана
в БИС ПЗУ или ПЛМ, а Hardwared-процессор фактически реализует эту логику на дискретных
логических элементах, примерно повторяя внутреннюю схемотехнику ПЗУ...

[Lavr]

...если аппаратно заменить это ПЗУ или ПЛМ микрокоманд схемой с дешифраторами и диодами, ...



то получается, что такой процессор сразу же и становится Hardwared ?

A вот и не становится он Hardwared, а также и остаётся процессором с микрокодом.
https://en.wikipedia.org/wiki/Microcode

In 1947, the design of the MIT Whirlwind introduced the concept of a control store as a way to simplify computer design and move beyond ad hoc methods. The control store is a diode matrix: a two-dimensional lattice, where one dimension accepts "control time pulses" from the CPU's internal clock, and the other connects to control signals on gates and other circuits.

Значит всё же основной признак Softwared-процессора: мы можем изменить его систему команд перекоммутировав
некую регулярную матрицу в его составе, будь то ПЗУ, ПЛМ или даже просто диодная матрица.

В Hardwared-процессоре придётся изменять схему УУС. В этом кардинальная разница Hardwared vs Softwared.