为计算机中央处理器的控制存储器编写微码的过程称为微程序设计。控制存储器的微码是在计算机及其微程序控制单元的配置完成后产生的。控制存储器是控制单元的一部分，它存储所有不能经常修改的微程序。微程序的每一行代表一条微指令，它指定一个或多个微操作。微指令有两种不同的组织方式：水平和垂直。水平微指令表示同时执行的几个微操作。然而，在极端情况下，每个水平微指令控制系统的所有硬件资源。相反，垂直微指令类似于由一个操作和几个操作数组成的传统机器语言格式。与水平微指令相反，垂直微指令表示单个微操作。

水平微程序设计

在水平微程序设计中，每一位都用一个控制点来标识，这表示要执行相应的微操作。由于每个微指令能够同时控制多个资源，因此它具有硬件利用率更高的潜在优势，此外，每个微程序所需的微指令数更少。它允许使用最少的编码和独立的控制字段实现更高的并行度。然而，开发最佳或有效利用资源的微程序是一项复杂的任务。水平微程序设计提供了极大的灵活性，因为每个控制位是相互独立的。它具有更大的长度，因此它通常包含比垂直微指令更多的信息。

垂直微程序设计

垂直微程序设计采用可变格式和更高程度的编码，与水平微程序设计相反。它不仅缩短了微指令的长度，而且防止了内存容量的增加直接影响微指令的长度。每个垂直微指令通常表示单个微操作。代码用于要执行的每个微操作，解码器将代码转换为单独的控制信号。因为只指定了要执行的微操作，所以微指令字段被充分利用。另外，垂直微程序比水平微程序更容易编写。垂直微指令类似于传统的机器语言格式，由一个操作和几个操作数组成。因此，它很容易用于微程序设计。它通常由4到6个字段组成，每个指令大约需要16到32位。

水平微程序与垂直微程序的区别

编码

垂直微程序设计采用可变格式和更高程度的编码，与水平微程序设计相反。在垂直微程序设计中，控制位用每个代码编码，每个代码用于要执行的每个动作，指令解码器将代码解码成多个控制信号。相反，水平微程序设计涉及完全不使用编码的水平微指令。它们表示数据路径中的每个控制位，并以微指令格式分配一个单独的位。控制字段中的每一位都与一条控制线相连。

序列

水平微程序设计通常遵循顺序方法来指定微程序中的下一条微指令，类似于传统的机器语言格式。每一位都用一个控制点来明确标识，这表示要执行相应的微操作。然后需要特殊的条件和无条件分支微指令来中断序列。垂直微程序设计可以使用相对寻址方案，其中需要一些位来指定相对向前或向后跳转。这需要在每一步进行地址计算。

设计

–垂直微程序具有更好的代码密度，这有利于控制存储的大小。垂直微指令类似于传统的机器语言格式，由一个操作和几个操作数组成。每个垂直微指令表示一个微操作，而操作数可以指定数据接收器和数据源。另一方面，水平微程序通常表示同时执行的多个微操作。在极端情况下，每个水平微指令同时控制多个硬件资源。

灵活性

–水平微程序提高了灵活性，因为每个控制位相互独立。它具有更大的长度，因此它通常包含比垂直微指令更多的信息。48位以上的水平微指令非常常见。水平微程序具有更有效地利用硬件的潜在优势，除此之外，每个微程序所需的微指令数更少。另一方面，垂直微指令比水平微指令更紧凑，但灵活性较差。因此，垂直方法很容易用于微程序设计。

水平与垂直微程序设计：比较图

总结 - 水平的(of horizontal) vs. 垂直微程序设计(vertical microprogramming)

与水平微指令相反，垂直微指令表示单个微操作。水平微程序允许更高的并行度，编码量最小，控制字段独立，而控制位在垂直微程序中编码。这两种方法之间的选择需要谨慎。然而，在实际应用中，设计者使用水平和垂直微指令格式的组合，这样得到的结构既紧凑又高效。