Любой оперативный блок содержит фиксированное конечное количество микроопераций, которое он может выполнить. То есть если у нас есть микроопераций, то возможно существования микрокоманд. Если длина микропрограммы m, то у нас есть микропрограмм. Ставится задача обеспечить возможность выдачи любой последовательности микрокоманд, каждая из которых состоит из произвольного количества микроопераций.

Рис. 2.8. Управляющий автомат с «жесткой» логикой работы

«Жесткая» логика означает, что управляющий блок изначально изготавливается при проектировании процессора и в процессе подстроить его работу нельзя.

Первое что нам потребуется – это регистр, где хранится код текущей исполняемой команды (RG КОП). Код операции является микрооперацией. Код команды – способ кодирования команды в ЗУК. В этот регистр данные могут записываться из ЗУК. Код исполняемой команды нужен для определения, какую команду мы должны выполнить. Понятно, что команд несколько, поэтому далее мы ставим дешифратор, который определяет, какая по счету команда исполняется на нашем устройстве. Поэтому если у нас возможно N разрядов определяющих команду, то выходов у DC будет . Далее команда поступает на некоторую комбинационную схему (схема формирования команд), которая определяет какую команду необходимо исполнить в данный момент. Мы должны выработать последовательность микрокоманд, каждая микрокоманда требует для своего исполнения 1 такт. Поэтому необходим также дешифратор такта, на вход которого подается сигнал от счетчика тактов (СТ). В общем случае разрядов счетчика – L, а значит команда может иметь длину 0-2^L тактов. На вход счетчика подается сигнал от тактового генератора.

Рис. 2.9. Схема формирования микрокоманд

Для микрооперации 1 можно сказать, что она выдается в такте Т₀ при исполнении команды K_j и т.д., в такте Т_i при исполнении команды K₁.

Самым сложным в современных процессорах является логика работы. Логика заключается в том, что процессор берет на себя функции поддержки операционной системы. Чем больше проходит времени, тем сложнее те операции или команды, которые выполняет процессор, но микрооперации, через которые эти команды реализуются, остаются фактически неизменными. Таким образом, мы должны усложнять устройство управления. При проектировании процессора все ноу-хау на 90% включаются в проектировании устройства управления. Стоимость устройства управления составляет 90% стоимости процессора. А в связи с этим хотелось бы сделать такой процессор, который позволял бы изменять логику своей работы. То есть, к примеру, хотелось бы добавить какую либо команду или изменить выполнение некоторой команды, сохранив некое ядро.

В 1956 году английским ученым было предложено использовать запоминающее устройство для хранения логики работы управляющего блока. А уже запоминающее устройство можно программировать.