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Article in Circuit Cellar, July 2018:

Wire Wrapping Revisited

Article in Circuit Cellar, October 2017:

Emulating Legacy Interfaces

Article in Circuit Cellar, July 2016:

Microcontroller modules for the ambitious

Microcontroller Modules (in German)

	There are nine and sixty ways of constructing tribal lays, And every single one of them is right!
		Rudyard Kipling
		Dumm dürft Ihr sein, aber laßt Euch was einfallen ...
	M. Grundig, E. Heinkel, W. Messerschmitt, H. Nixdorf u. v. a. m.

Der Prozessorkern als Mikroprogrammsteuerwerk
Eine Design-Idee

Es ist nicht wirklich schwierig, Mikroprogrammsteuerwerke zu entwerfen. Die entscheidende Frage ist aber: wie und womit soll man sie programmieren?

Heutige Anwendungsaufgaben erfordern soviel Software, daß man sie einfach nicht mehr in Assembler schreiben kann. Compiler für Mikroprogrammsteuerwerke gibt es, es ist aber ein sehr spezielles Thema für sich.

IDeshalb wird man zumeist auf verbreitete Prozessorarchitekturen und Entwicklungs-umgebungen zurückgreifen.Wenn das Leistungsvermögen des Prozessors nicht reicht und mehrere Prozessoren auch keine brauchbare Lösung sind, fügt man Beschleunigungsschaltungen (Akzeleratoren) hinzu (Hardware-Software Co-Design). Auf diese Weise könnte man auch Mikroprogrammsteuerwerke in die Anwendungslösung einbauen.Das Zusammenwirken mehrerer programmierbarer Einrichtungen hat aber auch eigene Probleme und Entwurfsschwierigkeiten.

Deshalb eine alternative Design-Idee:

Wir bleiben bei einem bewährten Prozessor und seiner Entwicklungsumgebung. Die weitaus meiste Software läuft auch schnell genug, da muß nichts beschleunigt werden. Um die verbleibenden, wirklich leistungskritischen Programmstücke schneller auszuführen, werden die Befehle außerhalb des Prozessors verlängert. Der Prozessor selbst bleibt, wie er ist. Im Innern wird nichts geändert.

Dem Programmspeicher wird ein Erweiterungs- oder Steuerspeicher hinzugefügt. Die Verlängerungen lösen zusätzliche Steuerwirkungen aus. Manche weisen an, wie der Befehl auf dem Wege vom Speicher zum Prozessorkern verändert oder ersetzt wird. Der Prozessor wird zeitweilig zum spezialisierten Mikroprogrammsteuerwerk. Die auf diese Weise ausgeführten Befehle werden außerhalb des Prozessorkerns zu Mikrobefehlen. Alle Programme, die mit diesen Funktionen nichts zu tun haben, bleiben, wie sie sind.

So richtig interessant wird es natürlich erst im FPGA. Wir könnten aber auch mit etwas Einfachem beginnen, wo man auch was sieht. Mag es doch altmodisch aussehen, wie es will...