微代码和汇编语言的区别

我是写微代码的，当我告诉朋友我的职业的时候，他显得很迷惑。他觉得微代码就是汇编，两者没有区别。其实，两者之间有着本质的区别。

的确，微代码和汇编都是低级语言，但是微代码比汇编更底层。微代码和汇编都和硬件有着紧密的联系，但是对于同一产品系列的不同代产品来说，汇编可以完全相同，微代码可能有着巨大的区别，因为微代码是完全依赖于芯片内部的硬件连接。

对于同样一句C语言，在不同的处理器上会生成不同的汇编语言。每一条汇编语言的执行时间也许是一个或者两个时钟周期，甚至更多。微代码和汇编的关系，就像C 与汇编的关系，也就是说一条汇编也许会生成一条或多条微代码。所谓微代码，或者微指令，是处理器内部最小的操作原语，控制着诸如门电路(gates)开关等专门动作，和组成一条指令的微操作的序列。例如，对于一个加法"ADD"的简单动作，微代码可以决定接受哪两个寄存器或总线为输入，输出到什么总线或者寄存器里，标志寄存器要保存还是丢弃，根据条件进行跳转或者直接执行下一条微代码。一个内部只有8位宽的数据总线完全可以支持32位整数的汇编操作，就是因为有微代码。

微代码原来只是用来开发计算机的逻辑控制。古老的CPU往往都是“硬连线”，每个机器指令（加法，移动）都是由电路实现，虽然有着高性能的优点，但随着指令复杂度的增长，也带来了研发和DEBUG的困难，以及电路的复杂性。微代码的出现让CPU的设计者可以通过写一个微程序的方式来实现一条机器指令，而不是设计电路来实现它。在将来的开发设计过程中，微代码可以很容易地改变，硬件电路却不可更改，否则带来的将是巨大的商业损失。这种灵活的CPU设计导致了今天日益复杂的指令集。

微代码一般存储在处理器的 ROM，也就是芯片在工厂里生成的时候就被固化在里面的微程序。它实现了一系列底层硬件操作，而用户只要知道它外部的汇编接口和引脚情况以及寄存器即可，至于内部细节，对不起，这是商业机密。微代码也可以存储在处理器的RAM里，一般是一些非核心内容，或者升级更新指令集，更多的是一些勘误，也就是纠正 ROM里的代码错误。这也是为什么INTEL的芯片会有微代码升级的内容。这些都是BOOT LOADER，也就是PC BIOS的任务。

巧妙地运用微代码可以实现算法的优化和加速，较少访问内存的次数。因为对底层硬件的了解，可以在同一时钟周期做尽量多的并行的硬件操作，从而加快程序的执行。一个处理器 的核心往往是加法器和乘法器，两者是独立的部件，如果能在同一时钟周期同时操作加法和乘法，岂不是大大加快了执行速度吗？