موضوع مقاله: انبارهٔ کنترل | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # انبارهٔ کنترل | مقدمه: اگر محتوای انبارهٔ کنترل بدون امکان تغییر ذخیره شده باشد، آن را حافظهٔ فقط‌خواندنی (ROM) یا ذخیره‌ساز فقط‌خواندنی (ROS) می‌نامند؛ اما اگر محتوای آن قابل تغییر باشد، چنین سیستمی «انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن» (WCS) نامیده می‌شود. | ## بخش 1: انبارهٔ کنترل | پیاده‌سازی استفادهٔ اولیه انباره‌های کنترل در ابتدا به‌صورت آرایه‌هایی از دیود پیاده‌سازی می‌شدند که از طریق رمزگشاهای نشانی مورد دسترسی قرار می‌گرفتند؛ روشی که گونه‌ای از حافظه فقط‌خواندنی محسوب می‌شد. پردازنده‌های مدرن مبتنی بر VLSI به‌جای آرایه‌های دیودی از ماتریس‌هایی از ترانزیستور اثر میدان برای ساخت ساختارهای ROM و/یا PLA استفاده می‌کنند؛ ساختارهایی که برای کنترل پردازنده و نیز ریزتوالی‌گردان داخلی آن در پیاده‌سازی‌های ریزبرنامه‌ای به‌کار می‌روند. انباره‌های قابل‌نوشتن برخی رایانه‌ها با استفاده از «ریزبرنامهٔ قابل‌نوشتن» ساخته شده‌اند؛ به این معنا که به‌جای ذخیره‌کردن ریزبرنامه در ROM یا منطقِ سیم‌بندی‌شده، ریزبرنامه در نوعی RAM ذخیره می‌شود که انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن یا WCS نام دارد. رایانه‌هایی از این نوع گاهی «رایانه‌های دارای مجموعه‌دستور قابل‌نوشتن» یا WISC نامیده می‌شوند. مدل‌های اولیهٔ سامانهٔ System/360 دارای انبارهٔ کنترل فقط‌خواندنی بودند، اما در مدل‌های بعدیِ System/360، System/370 و سامانه‌های پس از آن، بخشی یا تمام ریزبرنامه‌ها از طریق فلاپی‌دیسک یا دیگر ابزارهای ذخیره‌سازی DASD در زمان راه‌اندازی به یک انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن بارگذاری می‌شد که از حافظهٔ خواندن–نوشتن با سرعت بسیار بالا تشکیل می‌شد. این قابلیت به آی‌بی‌ام امکان می‌داد تا اشکالات ریزبرنامه را به‌سادگی در محل (field) برطرف کند. | ## بخش 2: انبارهٔ کنترل | حتی زمانی‌که بخش عمده‌ای از انبارهٔ کنترل در ROM قرار داشت، فروشندگان رایانه معمولاً انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن را به‌عنوان یک قابلیت اختیاری ارائه می‌کردند تا مشتریان بتوانند ریزبرنامهٔ دستگاه را مطابق نیاز خود سفارشی کنند. برخی فروشندگان — از جمله IBM — از انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن (WCS) برای اجرای ریزکد مربوط به قابلیت‌های شبیه‌ساز (emulator) و همچنین برای انجام عیب‌یابی سخت‌افزاری استفاده می‌کردند. انبارهٔ کنترل قابل‌نوشتن (WCS) چندین مزیت ارائه می‌دهد؛ از جمله سهولت اصلاح و وصله‌کردن ریزبرنامه و در برخی نسل‌های سخت‌افزاری، سرعت دسترسی بالاتر در مقایسه با ROM. WCSهای قابل‌برنامه‌ریزی توسط کاربر این امکان را فراهم می‌کنند که دستگاه برای کاربردهای خاص بهینه‌سازی شود. با این حال، این فناوری یک عیب مهم نیز داشت: دیباگ‌کردن برنامه‌ها را دشوارتر می‌کرد و همچنین می‌توانست به کاربران مخرب اجازه دهد تا به‌صورت بالقوه سیستم و داده‌ها را مختل کنند. چندین پردازندهٔ شرکت اینتل در خانوادهٔ معماری x86 دارای ریزبرنامهٔ قابل‌نوشتن هستند؛ این قابلیت از پردازندهٔ Pentium Pro در سال ۱۹۹۵ آغاز شد. | ## بخش 3: انبارهٔ کنترل | زمان‌بندی، لچ‌کردن و جلوگیری از بروز حالت رقابتی خروجی‌های انبارهٔ کنترل معمولاً از یک ثبات عبور می‌کنند. دلیل این کار آن است که در بسیاری از معماری‌ها، اگر اجرای ریزدستور بعدی یک چرخه به‌تعویق بیفتد، کل دستگاه با سرعت بیشتری کار می‌کند. در بسیاری از موارد، اجرای ریزدستور بعدی به نتیجهٔ ریزدستور فعلی وابسته است؛ نتیجه‌ای که تا پایان ریزچرخهٔ کنونی پایدار نمی‌شود. بنابراین، چه از دید طراحی و چه از دید عملکرد، تمام خروجی‌های انبارهٔ کنترل نهایتاً وارد یک ثبات بزرگ واحد می‌شوند. در گذشته امکان خرید EPROMهایی وجود داشت که این بیت‌های ثبات را نیز روی همان تراشه در خود جای داده بودند. | ## جمع‌بندی | سیگنال ساعت (Clock) که نرخ کلاک ــ یا زمان چرخهٔ سیستم ــ را تعیین می‌کند، عمدتاً این ثبات را کلاک می‌کند.